Jerry Hartfield er producent af Grave Encounters, et reality-tv-program, der ledes af spøgelsesjægeren Lance Preston. Hartfield forklarer, at programmet blev aflyst efter fem afsnit efter besætningens forsvinden, og præsenterer rå scener fra genfundne optagelser fra det sjette og sidste afsnit. Grave Encounters-holdet består af Lance, den okkulte specialist Sasha Parker, overvågningsoperatør Matt White, kameramand T.C. Gibson og det falske medium Houston Grey. Holdet bliver inviteret til at undersøge det forladte Collingwood Psychiatric Hospital, hvor der i årevis har været rapporteret om uforklarlige fænomener. Hospitalets forstander tager besætningen med på en rundvisning og informerer dem om hospitalets historie, især om en læge ved navn Arthur Friedkin, som udførte uetiske eksperimenter og lobotomier på hospitalets patienter, inden han blev dræbt af dem. Besætningen låser sig inde på hospitalet for natten og begynder deres efterforskning ved at slå lejr i nærheden af hovedindgangen. Der synes ikke at ske nogen paranormal aktivitet inden for de første par timer, indtil en dør smækker i bag T.C.. Besætningen forsøger at etablere kontakt med væsenerne, og hændelserne bliver snart mere fjendtlige.

Besætningen begynder at pakke om som forberedelse til, at forstanderen skal låse hospitalet op. Matt forsvinder, og de andre medlemmer bruger flere timer på at lede efter ham. Da forstanderen ikke vender tilbage, tvinger besætningen hoveddørene op, men opdager, at de fører til en anden gang, samt til andre falske udgange. De bemærker også, at det stadig er nat uden for bygningen, selv om deres ure viser, at det er langt over morgen. De møder en pige, hvis ansigt er dæmonisk forvrænget. Da de flygter i frygt, bliver Houston kvalt til døde af en usynlig kraft. Besætningen opdager, at de er blevet udstyret med identifikationsarmbånd fra hospitalet med deres navne. De finder Matt, der er iført en hospitalskjole og nu er blevet sindssyg; han mumler vrøvl og forklarer, at den eneste mulighed for at flygte er at blive “kureret” af hospitalets beboere.

T.C. bliver trukket ned i et blodfyldt badekar og forsvinder, mens Matt kaster sig ned i en elevatorskakt. Lance og Sasha bliver angrebet af en dæmon og går ind i tunnellerne på jagt efter en udgang. Sasha bliver syg og bliver bortført af en tåge. Den rædselsslagne og ustabile Lance vandrer alene rundt i tunnellerne og ernærer sig af levende rotter for at overleve. Han finder en dør, der fører ind til Friedkins operationsstue, som indeholder beviser på sataniske ritualer og sort magi. Han ser Friedkin og flere sygeplejersker, som slæber den skrigende Lance hen til et operationsbord. Kameraet klipper ud i et par øjeblikke, før det tændes igen af en lobotomeret Lance, som proklamerer, at han er helbredt og får lov til at gå.