今世紀初頭、ドイツの片田舎バンドルフに荒れ果てたボルスキ城があった。この城には何百年も前から怪物の悪霊が住んでいるという噂があった。ある満月の夜、城からほど近い森の中で、画家ブルノの愛人サシヤの死体が発見された。医学研究所で医師ナマロフ（ピーター・カッシング）と美貌の助手カルラ（バーバラ・シェリー）が解剖室へ運ぼうとすると、死体は石と化していた。その後まもなくブルノの首吊り死体が発見され、裁判の結果、サシヤを殺した後、自殺したものとされた。ブルノの父親ハイツはこの事件に疑問をもち真相をさぐるためボルスキ城にのりこんだ。そこで彼はゴーゴンのものすごい形相をみてしまい、またたくまに石と化して息絶えた。ハイツの次男パウルがライプチヒ大学からかけつけ真相を調べ始めた。数日後、彼の恩師マイスター教授（クリストファー・リー）も到着した。彼はナマロフとカルラがあやしいとにらみ、医学研究所にしのびこみ、資料室からカルラの治療カルテを盗み出し、“満月の夜にゴーゴンの悪霊がカルラにのりうつる”ことを知った。このことをパウルに告げたが、彼は独自の方法で調べていくうちにカルラの協力をうけ、次第に彼女を愛するようになっていたので、信じようとしなかった。満月の輝く真夜中、カルラを求めてボルスキ城へ行ったパウルはナマロフと出会った。カルラのことで二人が口論していると、突如ゴーゴンが現われ、それをみた二人は石と化した。追ってきたマイスターがゴーゴンの首を切り落すと、ゴーゴンの顔はカルラの顔に変っていくのだった。