영화는 아이반 아이고어라는 조각가가 세운 런던의 밀랍 인형 박물관에서 시작된다. 박물관의 상업적 성과에 실망한 그의 동업자는 화재 보험으로 투자한 돈을 회수하기 위해 박물관에 불을 지르고 아이고어는 그 안에 갇히고 말죠. 프롤로그가 끝나면 영화는 십여년의 세월과 대서양을 건너뛰어 1933년의 뉴욕으로 관객들을 끌고 갑니다. 기삿거리가 떨어져 해고 직전인 맹렬 신문기자 플로렌스는 조운 게일이라는 여자의 살인사건을 수사하다가 지난 몇 개월 동안 일어난 일련의 연쇄 살인사건과 마주치게 되는데, 이 사건의 공통점은 살인사건 이후 모두 시체들이 사라졌다는 것이었죠. 화재로 불구가 된 아이반 아이고어가 뉴욕에 세운 밀랍 인형 박물관에 조운 게일과 이상할 정도로 닮은 잔 다르크의 인형이 전시되어 있다는 걸 알아차린 플로렌스는 아이고어가 그 살인사건들과 어떤 관련이 있다고 믿게 됩니다. 그러는 동안 아이고어는 플로렌스의 룸메이트인 샬롯에게 마리 앙트와네트 밀랍 인형의 모델이 되어달라고 부탁하죠.