Am 21. Oktober 1994 begeben sich die drei Filmstudenten Heather Donahue, Joshua Leonard und Michael Williams in den Black Hill Forest in Maryland. Dort wollen sie einen Dokumentarfilm über eine Spukgestalt und regionale Legende drehen, die so genannte Hexe von Blair. Man hört nie wieder von ihnen. Doch ein Jahr später wird ihr Filmmaterial gefunden. Es zeigt die letzten Tage der Filmemacher, ihre quälende fünftägige Wanderung durch den undurchdringlichen Wald und die grauenerregenden Vorgänge, die zu ihrem Verschwinden führen.
 
Der Film ist ein "Mockumentary", eine fiktionale Dokumentation. Schon im Vorfeld des Kinostarts verbreitete das Filmstudio irreführende Informationen, ob es sich nun um einen Spielfilm oder eine echte Dokumentation handelt. Die Hauptdarsteller spielen sich selbst. Leonard war der 16mm-Kameramann; Michael Williams war für den Ton verantwortlich; Heather Donahue übernahm den Kommentar und drehte die Behind-the-Scenes-Einstellungen auf High-8-Video.