Die Sekretärin Marion Crane ist ihres monotonen Alltags überdrüssig und sehnt sich nach einem gemeinsamen Leben mit ihrem Liebhaber Sam Loomis, doch beiden fehlt das Geld für einen Neuanfang. Als ihr Arbeitgeber sie beauftragt, 40’000 Dollar eines wohlhabenden Kunden zur Bank zu bringen, nutzt Marion die Gelegenheit, unterschlägt das Geld und flieht mit ihrem Wagen aus der Stadt. Auf der Fahrt wird sie von Schuldgefühlen und der Angst entdeckt zu werden gequält, gerät in ein Unwetter und verirrt sich schliesslich auf einer abgelegenen Landstrasse.

In strömendem Regen stösst sie auf das heruntergekommene Bates Motel, das vom schüchternen, höflichen Norman Bates geführt wird, der allein mit seiner dominanten, kränklichen Mutter auf dem Hügel oberhalb des Motels lebt – oder es zumindest behauptet. Beim gemeinsamen Abendessen in einem mit ausgestopften Vögeln dekorierten Raum zeigt sich Norman als sensibler Aussenseiter, dessen Leben ganz von der Mutter bestimmt zu sein scheint, was in Marion Mitgefühl, aber auch Unbehagen auslöst. In dieser Nacht fasst sie den Entschluss, das Geld zurückzubringen und ihr Fehlverhalten wiedergutzumachen, doch bevor es dazu kommt, wird sie beim Duschen in ihrem Zimmer von einer schemenhaften Frauengestalt brutal mit einem Messer ermordet.

Norman entdeckt die Leiche, ist entsetzt und macht scheinbar in panischer Loyalität gegenüber seiner Mutter alle Spuren des Verbrechens zunichte, indem er Körper, Gepäck und das Auto samt Geld in einem nahegelegenen Sumpf versenkt. Während Marion spurlos verschwunden bleibt, beauftragt ihr Arbeitgeber den Privatdetektiv Arbogast, der zusammen mit Marions Schwester Lila und Sam nach ihr und dem Geld sucht. Arbogast stösst auf das Bates Motel, durchschaut Normans Ausflüchte teilweise und will die Mutter im Haus befragen, doch auch er wird auf der Treppe von derselben geheimnisvollen Gestalt erstochen.

Da Arbogast nicht zurückkehrt, nehmen Lila und Sam die Suche selbst in die Hand und werden vom Sheriff darüber informiert, dass Normans Mutter seit zehn Jahren tot und begraben sei. Überzeugt, dass im Motel etwas nicht stimmt, lenkt Sam Norman ab, während Lila das düstere Haus durchsucht, das wie eine eingefrorene Erinnerung an die Mutter wirkt. Im Keller stösst sie schliesslich auf die mumifizierte Leiche von Mrs. Bates, als Norman – in den Kleidern seiner Mutter, mit Perücke und Messer – auftaucht, um Lila zu töten, jedoch in letzter Sekunde von Sam überwältigt wird.

Auf der Polizeistation erklärt ein Psychiater, Norman habe seine Mutter vor Jahren aus eifersüchtiger Besessenheit gemeinsam mit ihrem Liebhaber vergiftet, die Leiche ausgegraben, präpariert und danach eine zweite Persönlichkeit entwickelt, die der herrschsüchtigen Mutter. Diese «Mutter»-Persönlichkeit habe aus pathologischer Eifersucht auf jede Frau reagiert, die Normans Begehren weckte, und in diesen Zuständen die Morde an Marion und Arbogast begangen. In der Schlussszene sitzt Norman allein in seiner Zelle, vollständig von der Persönlichkeit der Mutter beherrscht, während draussen Marions Auto aus dem Sumpf gezogen wird – ein stummes Relikt ihres gescheiterten Versuchs zu entkommen.