No final do século XVIII, o filme segue Lara (Hannah Rae), de 15 anos, que vive com o pai (Greg Wise) e a governanta Miss Fontaine (Jessica Raine) em total isolamento. Lutando para encontrar uma saída para sua sexualidade crescente, Lara está encantada por Carmilla (Devrim Lingnau) que é trazida para a casa para se recuperar depois de um acidente. O casal cria um relacionamento apaixonado, que atinge o medo no coração de Miss Fontaine e acende um triângulo emocional entre as três mulheres. Com rumores e superstições e a exortação do médico de família (Tobias Menzies), a presença de Carmilla em sua casa começa a atrapalhar aqueles que a rodeiam.
Uma história de amor atmosférica, imersa em um mistério e inspirada no romance gótico do mesmo nome, de 1871, do escritor irlândes Joseph Thomas Sheridan Le Fanu.