《爱德华大夫》精神病院院长默奇森即将退休，他将接手医院里年轻有为的医生爱德华（格雷戈里·派克饰），年轻漂亮的女医生彼得森（英格丽·伯格曼饰）。她爱上了他，却发现眼前的情人并不是爱德华博士，真正的爱德华的秘书出面指出，这个冒名顶替的人就是杀害爱德华的凶手。面对恋人令人迷惑的身份，彼得森从不相信自己是凶手，但迪恩·默奇森却用精神上的理解证实了“事实”。更难的是，这个冒牌的爱德华也相信自己有罪。他甚至不知道自己是谁，也不知道自己经历了什么。彼得森非常坚持自己的判断，她决定帮助他查明事件真相。在警方的追捕下，她将他带到了心理领悟教授的家中，开始了一系列典型的心理领悟过程。他童年的阴影和爱德华博士被谋杀的真相逐渐浮出水面。