Gabrielle "Gaby" Van Der Mal (Audrey Hepburn), cuyo padre Hubert (Dean Jagger) es un destacado cirujano en Bélgica, ingresa en un convento de hermanas de enfermería a finales de la década de 1920, con la esperanza de servir en el Congo Belga. Tras recibir el nombre religioso de Hermana Luke, pasa por su postulantado y noviciado, los cuales presagian sus futuras dificultades con el voto de obediencia. Ella toma sus primeros votos y es enviada al Instituto de Medicina Tropical en Amberes.

Después de aprobar sus cursos con altas calificaciones, junto con algunos conflictos espirituales, resiste en silencio la solicitud de la Madre Superiora (Edith Evans) de fallar deliberadamente su examen final como prueba de humildad. A pesar de terminar cuarta en su clase de 80, no es asignada al Congo, sino que es enviada a un hospital psiquiátrico europeo donde asiste a los casos más difíciles y violentos, desperdiciando sus habilidades en medicina tropical. Una paciente violenta con psicosis (Colleen Dewhurst) engaña a la Hermana Luke para que abra la puerta de la celda en violación de las reglas. Ella ataca a la Hermana Luke, quien apenas escapa y enfrenta nuevamente la vergüenza de su desobediencia.

Finalmente, toma sus votos solemnes y es enviada a su tan deseado destino en el Congo. Una vez allí, se decepciona al descubrir que no estará cuidando a los nativos, sino que trabajará en un hospital segregado para pacientes blancos/europeos. Desarrolla una relación tensa pero profesional con el brillante cirujano ateo, el Dr. Fortunati (Peter Finch). Eventualmente, el trabajo y las luchas espirituales la llevan a sucumbir a la tuberculosis. Fortunati, no queriendo perder una enfermera competente y simpático con su deseo de quedarse en el Congo, organiza un plan de tratamiento que le permite permanecer allí en lugar de tener que convalecer en Europa.

Después de que la Hermana Luke se recupera y regresa al trabajo, Fortunati se ve obligado a enviarla a Bélgica como la única enfermera calificada para acompañar a un VIP que se ha vuelto mentalmente inestable. Ella pasa un período externamente reflexivo pero internamente inquieto en la casa madre en Bruselas antes de que el superior general le dé una nueva asignación. Debido a la inminente guerra en Europa, no puede regresar al Congo y es asignada como enfermera quirúrgica en un hospital local.

Mientras está en su nueva asignación, la lucha de la Hermana Luke con la obediencia se vuelve imposible de sostener, ya que se ve repetidamente forzada a compromisos para hacer frente a la realidad de la ocupación nazi, incluyendo que han matado a su padre. Ya no capaz de continuar como monja, solicita y se le concede una dispensa de sus votos. La última vez que se la ve, está cambiándose a ropa de civil y saliendo del convento por una puerta trasera.