Emily Rose deja el protegido ambiente de su hogar rural para ir a la universidad sin la menor sospecha de lo que le espera. Una noche, sola en su dormitorio, sufre la primera "alucinación" aterradora, así como una pérdida de conocimiento. Puesto que los ataques son cada vez más frecuentes e intensos, Emily, católica devota, decide someterse a un exorcismo dirigido por el cura de su parroquia, el padre Richard Moore. Al morir la joven durante el aterrador exorcismo, acusan al sacerdote de homicidio negligente. Erin Bruner, una sobresaliente abogada defensora, acepta de mala gana representar al Padre Moore a cambio de la seguridad de un contrato de sociedad con su bufete de abogados. A medida que el juicio avanza, el cinismo y ateísmo de Erin se tambalean debido a la fe inquebrantable del Padre Moore y a los hechos, espeluznantes e inexplicables, que rodean el caso.

David (Mark Ruffalo) alquila un pintoresco piso en San Francisco y lo que menos espera - y quiere - es compartirlo. Ya lo tiene casi desordenado a su gusto cuando aparece una bonita chica, aunque bastante mandona, llamada Elizabeth (Reese Witherspoon) que insiste en que el piso es suyo. David piensa que ha habido un enorme malentendido... hasta que Elizabeth desaparece tan misteriosamente como ha llegado. Nada, ni siquiera cambiar la cerradura, impide que Elizabeth entre y salga a su antojo, principalmente para regañar a David por ensuciar "su" piso.
Convencido de que es un fantasma, David intenta ayudar a Elizabeth a pasar "al otro lado". A pesar de que Elizabeth descubre que tiene ciertas cualidades etéreas - como la de atravesar paredes - no piensa ir a ninguna parte porque cree que sigue viva. Mientras David y Elizabeth empiezan a investigar para descubrir quién es Elizabeth y por qué ha llegado a este punto, la relación se convierte en amor. Por desgracia, les queda muy poco tiempo antes de que su futuro se desvanezca para siempre.