David Williams trabaja como archivero en el Archivo Nacional de Cine junto a Claire McManus. David y su esposa Alice se mudan a una nueva casa situada cerca de un canal para formar una familia.

Cinco años más tarde, David y Alice ahora crían a su joven hijo Billy. Billy se queda con su niñera Sophie mientras David asiste a un cóctel con Alice. Allí, David observa a su esposa actuando furtivamente con un hombre llamado Alex, fomentando las sospechas de David de que Alice tiene una aventura.

En el trabajo, Claire le da a David una vieja película de la escena del crimen para que la procese la policía. David mira las imágenes y se entera de que un hombre asesinó a su esposa en 1902 dentro de la misma casa de Black Street donde David vive ahora con Alice.

David sigue en secreto a su esposa una noche y la sigue hasta la casa de Alex. David se escabulle dentro y observa a la pareja teniendo sexo. David agarra un martillo, pero se va sin hacer nada y sin ser visto. En su camino a casa, David tira el martillo al canal. Sintiendo náuseas por lo que acaba de presenciar, David se tropieza con el baño público junto al canal y vomita. Entonces ve la imagen de un hombre misterioso fuera de la puerta del baño. David vuelve a salir en una neblina y se desploma. Antes de desmayarse, David parece ver al hombre extraño asaltando a Alicia a lo largo del canal.

David informa a la policía de la desaparición de Alice cuando no vuelve a casa. El detective McNamara inmediatamente sospecha que David la mató. El cuerpo de Alice es encontrado finalmente en el canal, pero el forense no encuentra signos de juego sucio y dictamina que su muerte fue un ahogamiento accidental. El forense también revela que Alice estaba embarazada en el momento de su muerte.

David le cuenta a Claire sobre el hombre oscuro que vio la noche de la desaparición de Alice. Comienza a investigar los asesinatos de 1902, así como otros crímenes relacionados con su casa. David también comienza a filmar con la cámara de principios de 1900 cuando se da cuenta de que puede aparentemente capturar fantasmas en la película.

Gradualmente, David se vuelve cada vez más consumido por la historia embrujada de su casa. Después de escuchar lo que suena como alguien rezando desde detrás de una pared en su dormitorio, David derriba la pared y descubre un espacio secreto. Mientras examina la tapa de la alcantarilla de su patio trasero, David ve la sombra de un hombre en la ventana y oye un grito. Se apresura a volver a la casa para descubrir que Billy y Sophie están bien, pero los envía a un hotel por su propia seguridad.

David le muestra a Claire las imágenes de su película. También le cuenta sobre un dueño anterior que intentó quemar la casa con sus hijos dentro, pero culpó del acto a una figura sombría que ella afirmó que era un demonio que vivía detrás de los muros e intentó violarla.

Mientras habla por Skype con Billy, David ve al hombre oscuro tomar forma en la habitación de hotel del chico. David corre a pie hasta el hotel, pero encuentra a Billy y Sophie completamente ilesos. David los trae de vuelta a casa, pero Sophie insiste en irse después de ser atacada aparentemente por una presencia invisible.

David y Billy dan un paseo por el canal. David ve la sombra de una mujer en la hierba. Recupera la cámara y filma la forma mientras cierra los ojos y Billy se esconde. David deja la película con Claire para que la procese.

McNamara informa a David que la policía encontró un martillo en el canal con las huellas de David. David le cuenta a McNamara sobre los asesinatos de 1902 y el fantasma que él cree que acecha la casa. McNamara informa a las autoridades del estado mental de David y los Servicios Infantiles amenazan con llevarse a Billy.

La policía comienza a seguir a David regularmente. David encuentra viejas fotografías escondidas detrás de la pared de su dormitorio que muestran un ritual oculto que tiene lugar dentro de la casa. Luego investiga la alcantarilla de su patio trasero y sigue un túnel que conecta con el canal. Allí, David descubre un pequeño cadáver y se da cuenta de que el hombre oscuro estaba sacrificando niños y arrojando sus cuerpos al canal.

Claire trae la película procesada y David insiste en que la vea con él. Mientras David prepara el proyector, Claire menciona cómo David la llamó histérica la noche anterior, aunque afirma que no era él quien hablaba por teléfono. Juntos, ven las imágenes que David filmó en el canal y observan como la mujer de las sombras se levanta de la hierba y se acerca a la cámara. Simultáneamente, la mujer emerge del agujero en la pared del dormitorio de David y lleva a Claire al semisótano.

Los policías apostados afuera escuchan el grito de Claire y entran en la casa. David agarra a Billy y huye al canal a través de la alcantarilla.

En el canal, David recuerda de repente que fue él quien estranguló a Claire hasta la muerte. También recuerda haber enfrentado a Alice después de que saliera de la casa de Alex y haberla ahogado en el canal. David tiene entonces una visión del cadáver de Alice dando a luz a un niño grotesco.

David se sumerge en el agua con Billy. Un enmascarado del culto agarra a David y lo arrastra bajo el agua para ahogarlo. David libera a Billy y McNamara rescata al niño.

Después, el agente inmobiliario se prepara para despedir a Billy con su abuela. Antes de irse, Billy pide volver a la casa para recuperar un libro de dinosaurios. Mientras está dentro, David le habla a Billy a través de una grieta en la pared. David le dice a Billy que está detrás de la pared con la madre de Billy, y que Billy puede unirse a ellos para siempre si el niño lo desea. Mientras la abuela conduce el coche después, Billy se quita el cinturón de seguridad y abre la puerta del coche, matándose al chocar contra la carretera desde el vehículo en movimiento. De vuelta a la casa, el agente inmobiliario ve brevemente a Billy cerrando la puerta del dormitorio.