Irak du Nord : Un chantier de fouilles archéologiques, dirigé par le père Merrin, met à jour une petite grotte dans laquelle on retrouve une statuette à la connotation diabolique évidente. Des événements étranges se produisent peu après cette découverte. Une horloge s'arrête de tourner, le père Merrin manque de se faire écraser par une carriole... Celui-ci se rend de nouveau sur le chantier pour aller voir une gigantesque statue, ressemblant à la petite statuette. Une statue représentant une être mi-humain mi-animal, un démon.
Georgetown, USA : La jeune Regan est élevée par sa mère, Chris McNeill, dans une sympathique maison. Celle-ci est comédienne et tourne un film en ce moment, dirigé par le réalisateur Burke Dennings. Pendant ce temps, un prêtre, Damien Karras, revient voir sa mère, fort malade. Karras a des doutes sur sa foi en Dieu et se remet sans cesse en question. Dans la maison de Regan, des bruits étranges se font entendre dans le grenier. Le comportement de Regan change alors. Lors d'une soirée organisée par sa mère avec l'équipe du film, elle se met à faire pipi devant les invités. Sa mère la couche dans sa chambre. Peu de temps après, des cris de panique émergent de celle-ci. Chris se précipite dans la chambre et découvre sa fille sur un lit qui semble être pris de convulsions. Le sommier tremble et se soulève du sol, comme possédé par une force inconnue. Plus tard, le réalisateur qui été venu voir seul Regan est découvert mort, la tête retournée, au bas des escaliers qui donne sur la fenêtre de la chambre de Regan. Sa mère l'emmène faire des examens médicaux mais les médecins ne découvrent rien. Regan change physiquement, son visage semble dépérir, elle profère des injures et fait des gestes obscènes, se masturbant même avec un crucifix. Des psychiatres viennent la voir à son domicile et Regan semble possédé par quelqu'un, à l'intérieur de son corps. Impuissant, les médecins parlent alors à Chris de la possibilité d'engager un exorciste...