Akcia sa koná v Anglicku v roku 1850. Mladý londýnsky umelec Walter Hartright na odporúčanie svojho priateľa, talianskeho profesora Peskiho, získa prácu ako učiteľ maľby v Limmerridge v Cumberlande na panstve Fredericka Fairleyho v Esq. Pred odchodom sa Walter rozlúči so svojou matkou a sestrou, ktorá žije na predmestí Londýna. Vrátil sa domov v neskorých horúcich veciach a neočakávane sa stretol s podivnou ženou oblečenou hore a dole v bielej farbe na opustenej ceste. Pokračujú v ceste spolu. Spomienka na Hartwrighta o miestach, kam pôjde, spôsobuje cudzie nečakané vzrušenie. S láskou hovorí o pani Fairleyovej, neskorej majiteľke Limmeridge. Potom s hnevom a strachom spomína na barónku z Hampshiru, bez uvedenia jeho mena. Walter pomáha cudzincovi chytiť keb a takmer okamžite po odchode vidí kočík s dvoma jazdcami, ktorý sa pýta na „bielu ženu“. Hľadajú ju, aby sa vrátila do blázince, odkiaľ utiekla.
Walter Hartwright príde do Limmeridge, zoznámi sa so svojimi obyvateľmi. Toto je Marian Golcombe, dcéra zosnulého pani Fairleyovej z jej prvého manželstva, škaredá, ale očarujúca a energická brunetka, sestra jej matky Laura Fairley, jemná a jemná blondínka, a pán Frederick Fairley, ich strýko, bakalár a hrozný egoista, ktorý navrhol Walterova práca. Walter rozpráva Marianovi o jeho stretnutí s bielou ženou a ona, zaujatá, nájde vo svojich listoch svojej matke zmienku o dievčati Anna Katerik. Pani Fairleyová sa k dievčaťu pripojila z dôvodu jej podobnosti s Laurou a malá Anna odpovedala na svoju patrónku s vrúcnou láskou a prisahala na svoju česť, aby chodila vždy iba v bielej farbe. Tu si William uvedomuje podivný pocit, ktorý pri pohľade na Lauru viac ako raz videl: biela žena prekvapivo pripomínala Laure, ktorá iba schudla a zbledla alebo prežila smútok. Marian a Walter držia svoj objav v tajnosti. Medzitým, ako sa často stáva, sa učiteľ a študent, Walter a Laura, zamilovali. Ale nehovoria o svojej láske. Oddeľuje ich priepasť sociálnej a majetkovej nerovnosti, pretože Laura je vznešená a bohatá, ona je dedičkou Limmeridge. A čo je najdôležitejšie, Laura sa venuje mužovi, ktorého si vybral jej otec - toto je barónka Sir Percival Glide, majiteľ veľkej nehnuteľnosti v Hampshire. Marian o tom hovorí Walterovi a pri slovách „Baronet“ a „Hampshire“ spomína na nesúdržnú reč ženy, ktorú kedysi stretol v bielej farbe. Ale Hartwright ju tu opäť vidí na cintoríne v Limmeridge - Anna Katerik umýva na hrobke pani Fairleyovej bielu mramorovú pamiatku. V rozhovore s Walterom (a o deň skôr v anonymnom liste Laure, ktorý ju veľmi vystrašil), Anna varuje Lauru pred jej manželstvom so sirom Percivalom Glideom, ktorý sa jej zdá stelesnením zla. Navyše sa ukazuje, že to bol on, kto uväznil Annu v blázinci. Rozlúčený Walter sa rozlúči s Laurou a vracia sa do Londýna a potom odchádza na nebezpečnú archeologickú výpravu do Strednej Ameriky.
Marian prinúti Lauru, snúbenicu, ktorá prišla do Limmeridge, aby poskytla vysvetlenie o Anne a predložil list pani Anaterine matke Katerikovej, aby preukázala, že konala so súhlasom a v prospech svojej dcéry. Až do poslednej minúty Marian a Laura dúfajú, že svadbe niečo prekáža, ale zázrak sa nestane. Percival Glide a Laura Fairley sú zosobášení v kostole Limmeridge a idú na medové týždne do Talianska. O šesť mesiacov neskôr sa vrátia do Anglicka a usadia sa v Blackwater Parku, Glideovom panstve a Marian Golcombe tam príde. Spolu s párom Glideom prichádza z Talianska ďalší manželský pár - grófka a grófka Fosco. Grófka Fosco, teta Laury, kedysi absurdná a domýšľavá, sa teraz venuje svojmu manželovi svojou dušou a telom, z ktorých doslova neberie oči, ako keby hypnotizovala, zachytáva každé jeho slovo a neustále mu krúti malé pachity. Gróf Fosco je extrémne silný, vždy slušný, veľmi priateľský, neustále venuje pozornosť svojej manželke, miluje biele myši, ktoré so sebou nosí vo veľkej klietke. Cíti v ňom však mimoriadnu silu ducha („ak by si namiesto ženy vzal tigriu, krotiteľ by aj skrotil,“ poznamenáva Marian).
V blízkosti Blackwater Park sa Laura stretne s Annou Katerik a ona ju opäť varuje, radí jej, aby neverila svojmu manželovi a nemala strach. A sir Percival, zúfalý po peniazoch, chce, aby Laura podpísala nejaké papiere bez toho, aby si ich prečítala. Laura odmieta. Manžel jej hrozí, ale gróf Fosco dokáže situáciu zmierniť. Groomov lesk a kúzlo Sira Percivala už dávno zmizli, je hrubý voči svojej manželke, vysmieva sa mu a vyčítava ju viackrát za svoju vášeň pre učiteľa-umelca (Percival uhádol tajomstvo Laury). Gróf a jeho manželka vo všetkých smeroch bránia Marianovi, aby sa pokúsil skontaktovať s rodinným právnikom Fairley. Opakovane zachytávajú listy (raz dokonca dali elixír na nejaké dievča, ktoré malo poslať list po príchode do Londýna). Marian má podozrenie zo sprisahania proti Laure a aby sa dokázala etablovať vo svojich predpokladoch, odpočúva rozhovor medzi Percival Glide a grófom Foscom. Konšpirácia existuje, ale Marian jej nemôže odolať - odposluchom pri nočnom rozhovore zachytí nachladnutie a vážne ochorie. Pri použití Marianovej choroby je podľa plánu grófa Fosca presunutá do odľahlej časti hradu, Laura je informovaná, že odišla, a sú podvedení, aby ju klamali, pravdepodobne, aby navštívili svojho strýka, pána Fairleyho. Ale v Londýne je Laura pod menom Anna Katerik umiestnená v blázinci, v ktorom bývala skutočná Anna, a zároveň imaginárna pani Glide, ktorá sa tam objavila, zomrela v londýnskom dome svojej tety. Teraz už medzi Percival Glide a bohatstvom jeho manželky nie je nič.
Po zotavení sa Marian snaží zistiť, čo sa stalo. Podarí sa jej nájsť a pomocou úplatkárstva oslobodiť Lauru - zlomenú, ponechanú bez mena a bohatstva. Walter sa vracia z expedície. Pri príchode na poklonu k Laurinmu hrobu stretol Marian a zmeneného, strašne podobného Anna Katerik Laura. Walter prenajíma byt, v ktorom títo traja žijú, a spolu s Marianou pomáhajú Laure postupne sa zotaviť. Walter sa rozhodne dať Laure jej meno späť. Keď si Walter uvedomil, že sir Percival Glide schováva Annu Katerikovú v blázinci, pretože sa obával odhalení, Walter začne zisťovať, ktoré z nich sú. Navštívil Annu matku pani Katerik. Rozhodne odmieta pomôcť Hartrightovi priniesť Percival Glide do čistej vody, zatiaľ čo Glide nepochybne nenávidí a bude rada, ak sa Walterovi podarí vyrovnať účty s ním. Z rozhovorov s pani Katerikovou, matkou Annou, s úradníkom kostola Old Wellingham, pánom Wansboroughom, ktorý mal kópiu knihy metrík cirkvi, Walter chápe, že manželstvo Glideových rodičov nebolo zaregistrované, a preto nemá nárok na titul ani na poľnohospodárske podniky. Glide naraz získala prístup k sakristii a možnosť falošne nahrávať rekord vďaka pani Katerikovej, ale keď jej manžel mal podozrenie na milostný vzťah medzi nimi, Glide tento predpoklad nevyvrátila a obávala sa, že odhalí skutočný dôvod svojich stretnutí s ňou. Následne opakovane pomáhal pani Katerikovej s peniazmi. Nenávisť voči Anne a strach z nej boli spôsobené skutočnosťou, že sa dievča odvážilo opakovať po matke, že pozná tajomstvo Glide. To stačilo na to, aby chudobné dievča skončilo v blázinci a jej prejavy - čokoľvek povedala - nemožno považovať za dôkaz. Pocítiac nebezpečenstvo, Percival Glide sa vynasnaží zabrániť Walterovi, aby dosiahol pravdu. Potom, bez vedomia existencie duplikátu, sa rozhodne vypáliť knihu záznamov, ale vyhorí sa v kostolnom ohni.
Gróf Fosco uniká prenasledovaniu. Náhodou v divadle Walter uvidí počet a všimne si jeho očividný strach pri pohľade na svojho priateľa profesora Peskiho, ktorý nepozná počet, avšak jeho vzhľad sa mohol zmeniť a roky sa mu darilo. Je zrejmé, že Walter chápe, že gróf Fosco bol členom rovnakej tajnej spoločnosti ako Sand. Strach z počtu možno vysvetliť jeho apostáziou, zradou záujmov bratstva a očakávaním bezprostredného odvetného opatrenia. Walter je nútený uchýliť sa k pomoci Sands. Ponecháva profesorovi zapečatenú obálku s listom, v ktorom vystavuje počet a žiada ho, aby ho potrestal, ak sa Walter nevráti v určenú hodinu nasledujúci deň. Po vykonaní týchto opatrení Walter Hartwright príde za grófa Fosca a prinúti ho napísať príbeh podvodu, ktorého sa dopustil a Glide. Gróf s jeho neodmysliteľnou spokojnosťou píše nadšene, trávi takmer celú noc touto lekciou a hraběnka sa pripravuje na jej unáhlený odchod, občas sa objaví a prejaví Walterovi jej nenávisť.
Na základe nezrovnalostí v dátumoch: úmrtný list bol vydaný pred zaslaním listu Fredericka Fairleyho, ktorý obsahoval pozvánku na návštevu jej neter, Walterovi sa podarilo dokázať, že Laura žije, a namiesto toho je pochovaná Anna Katerik. Nápis na pamätníku sa teraz zmenil. Anna Katerik, biela žena, po smrti našla to, o čo sa usilovala: spočíva na pani Fairleyovej, ktorú tak veľmi milovala.
Laura a Walter sa vydajú. Ich život sa postupne zlepšuje. Walter veľa pracuje. Po nejakom čase podnikania v Paríži sa ocitol mŕtvolu grófa Fosca chyteného zo Seiny. Na tele nie sú žiadne známky násilia, s výnimkou dvoch nožových rezov na ruke, ktoré zatajili stigmu - známka tajnej spoločnosti, veľkosť malej mince (Sands má na ruke rovnakú značku). Po návrate do Londýna Walter nenájde doma ani Lauru a jej šesťmesačného syna, ani Marian. Jeho manželka dostane poznámku, v ktorej sa ho pýta okamžite a bez obáv z príchodu do Limmeridge. Stretnú sa s ním nadšená Laura a Marian, po tom, čo strýko zomrel, Laura prevzal rodinný statok. A dieťa Walter, mladý dedič Limmeridge, ktorý Marian drží v náručí, možno teraz považovať za jedného z najštedrejších vlastníkov pôdy v Anglicku.