La película se contextualiza en los primeros bloques de texto como una recreación dramática de los eventos que ocurrieron después de que "The Blair Witch Project" se estrenara en cines.

En noviembre de 1999, turistas y fanáticos de "The Blair Witch Project" descienden en el pequeño pueblo de Burkittsville, Maryland, donde se ambientó la película. Jeff, un residente local y ex paciente psiquiátrico obsesionado con la película, organiza un recorrido grupal por los lugares destacados en el film. Entre el grupo están los estudiantes de posgrado Stephen y su novia embarazada, Tristen, quienes investigan la mitología y la histeria colectiva; Erica, la hija wicana de un ministro episcopal; y Kim, una gótica con inclinaciones psíquicas. Acampan durante la noche en las ruinas de la casa de Rustin Parr, donde Jeff ha colocado cámaras de vigilancia, esperando capturar fenómenos sobrenaturales.

Misterios y desapariciones

Después de beber y fumar marihuana toda la noche, el grupo despierta por la mañana para encontrar los documentos de investigación de Stephen y Tristen destrozados y esparcidos por el bosque y las cámaras de Jeff destruidas. Tristen sufre un aborto espontáneo y la llevan al hospital de Burkittsville. En su habitación del hospital, Tristen ve a una niña caminando hacia atrás. Después de ser dada de alta, el grupo se refugia en la casa de Jeff, un edificio industrial que alguna vez fue una fábrica.

Kim toma la camioneta de Jeff para comprar café y alcohol en el pueblo. En la tienda, tiene una discusión con la cajera. Al regresar, Kim encuentra una lima de uñas ensangrentada entre las botellas de cerveza que compró. A la mañana siguiente, Jeff mira afuera y ve la parte delantera de su camioneta completamente abollada; Kim insiste en que el accidente fue menor. El grupo se da cuenta de que Erica está ausente y buscan en la casa.

Revelaciones perturbadoras

Mientras tanto, el comportamiento de Tristen se vuelve cada vez más extraño. El sheriff del condado, Cravens, llama a Jeff, informándole que el otro grupo turístico fue encontrado destripado en Coffin Rock, y lo amenaza. Poco después, el grupo descubre el cadáver de Erica en un armario.

Tristen comienza a cantar sobre "widdershins" y a hablar al revés; esto lleva a Kim a sugerir que reproduzcan las cintas de Jeff al revés. Al hacerlo, descubren que las grabaciones muestran al grupo, ebrio y drogado, descendiendo en un ritual demoníaco y orgía frenética liderada por Tristen, culminando en el asesinato del otro grupo turístico en Coffin Rock.

El desenlace

Más tarde, Jeff, Stephen y Kim son arrestados e interrogados por la policía. Cada uno afirma que una Tristen poseída fue la responsable. Sin embargo, sus relatos son contradichos por diversas grabaciones de video: las cámaras de seguridad capturaron a Kim asesinando a la cajera de la tienda con su propia lima de uñas, mientras que las cámaras de la casa de Jeff muestran a él, desnudo, escondiendo el cuerpo de Erica en el armario. Mientras tanto, mientras la policía muestra estas grabaciones a Jeff, Kim y Stephen, los dolientes llegan al bosque para recordar al otro grupo turístico que fue asesinado.