ジェーン・ハドスン（ベティ・デイヴィス）は6歳の時から名子役として、その芸達者をうたわれ、ベビイ・ジェーンの芸名で稼ぎまくっていた。やがて年が経った。ジェーンは子役としての魅力を失い、代わりに姉のブランチ（ジョーン・クローフォード）が美しいスターになった。彼女が人気絶頂の時、突然の自動車事故で生涯不具の身となった。が、一緒に乗っていたはずのジェーンはかすり傷ひとつさえも負わなかった。年月が経った。2人は古屋敷に孤独の生活を続けていた。その孤独を破るのは、掃除婦だけだった。ジェーンの次第に度を越してくる異常な行動や飲酒癖は、ブランチを極度の不安に陥れた。ある日、ジェーンは、突然カムバックを夢見て少女時代そのままの舞台衣装を注文した。ブランチは、ジェーンの異常を察知し、助けを求めようと不自由な身体で電話をかけようとしたが、ジェーンに見つかり、部屋に監禁された。そしてジェーンは、ブランチを助けようとした掃除婦をハンマーで殴り殺してしまった。夜明け、ジェーンはブランチを連れて逃亡を図り、やがて海岸にたどり着いた。今やすっかり童心に帰ってしまったジェーンは、死にかけているブランチの横で砂遊びを始める。ブランチは最後になって初めて告白した。少女時代、妹ジェーンの影に育ったブランチは、自分が映画スターになってもその復讐を忘れず、彼女を不具にしようと自動車事故を起こしたのだ、と。2人の関係は完全に逆転した。アイスクリームを買うために売店に行ったジェーンはついに警察に見つかる。しかし彼女の狂った心は6歳のベビィ・ジェーンとなり、周囲の野次馬たちに向かって、最高の演技を披露するのだった。