Jerry Hartfield ist der Produzent von Grave Encounters, einer Reality-Fernsehsendung unter der Regie des Geisterjägers Lance Preston. Hartfield erklärt, dass die Sendung nach fünf Episoden abgesetzt wurde, nachdem die Crew verschwunden war, und zeigt Rohszenen aus wiedergefundenem Filmmaterial der sechsten und letzten Episode. Das Team von Grave Encounters besteht aus Lance, der Okkultismus-Spezialistin Sasha Parker, dem Überwachungsspezialisten Matt White, dem Kameramann T.C. Gibson und dem Pseudomedium Houston Grey. Das Team wird eingeladen, das verlassene Collingwood Psychiatric Hospital zu untersuchen, in dem seit Jahren unerklärliche Phänomene gemeldet werden. Der Leiter des Krankenhauses nimmt die Gruppe mit auf eine Tagestour und informiert sie über die Geschichte des Krankenhauses, insbesondere über einen Arzt namens Arthur Friedkin, der unethische Experimente und Lobotomien an den Patienten des Krankenhauses durchführte, bevor er von ihnen getötet wurde. Das Team schließt sich für die Nacht im Krankenhaus ein und beginnt mit seiner Untersuchung, indem es sein Lager in der Nähe des Haupteingangs aufschlägt. In den ersten Stunden scheint es keine paranormalen Aktivitäten zu geben, bis eine Tür hinter T.C. zuschlägt. Die Crew versucht, mit den Wesenheiten in Kontakt zu treten, und die Vorfälle werden bald feindseliger.
Die Crew beginnt umzupacken, um sich darauf vorzubereiten, dass der Aufseher das Krankenhaus aufschließt. Matt verschwindet und die anderen Mitglieder verbringen mehrere Stunden mit der Suche nach ihm. Als der Direktor nicht zurückkehrt, bricht die Mannschaft die Eingangstür auf, stellt aber fest, dass sie zu einem anderen Flur und zu anderen falschen Ausgängen führt. Außerdem stellen sie fest, dass es außerhalb des Gebäudes noch Nacht ist, obwohl ihre Uhren anzeigen, dass es schon weit nach dem Morgen ist. Sie treffen auf ein Mädchen, dessen Gesicht sich dämonisch verzerrt. Als sie in ihrer Angst fliehen, wird Houston von einer unsichtbaren Kraft zu Tode gewürgt. Die Crew entdeckt, dass sie mit Krankenhausarmbändern ausgestattet wurden, auf denen ihre Namen stehen. Sie finden Matt, der einen Krankenhauskittel trägt und nun wahnsinnig ist; er murmelt Unsinn und erklärt, dass die einzige Möglichkeit zu entkommen darin besteht, von den Bewohnern des Krankenhauses “geheilt” zu werden.
T.C. wird in eine blutgefüllte Badewanne gezogen und verschwindet, während Matt sich in einen Aufzugsschacht stürzt. Lance und Sasha werden von einem Dämon angegriffen und betreten die Tunnel auf der Suche nach einem Ausgang. Sasha wird krank und wird von einem Nebel entführt. Der verängstigte und instabile Lance irrt allein durch die Tunnel und ernährt sich von lebenden Ratten, um zu überleben. Er findet eine Tür, die in Friedkins Operationssaal führt, in dem sich Hinweise auf satanische Rituale und schwarze Magie befinden. Er sieht die Erscheinungen von Friedkin und mehreren Krankenschwestern, die den schreienden Lance auf einen Operationstisch zerren. Die Kamera wird für einige Momente ausgeschaltet, bevor sie von einem lobotomierten Lance wieder eingeschaltet wird, der verkündet, dass er geheilt sei und gehen dürfe.