Phoenix (Arizona), à l'automne 1998. Marion Crane, employée modèle de l'agence immobilière Lowery, s'absente périodiquement à l'heure du déjeuner pour rejoindre son amant, Sam Loomis, dans un petit hôtel pour couples discrets. Modeste boutiquier en instance de divorce, Sam s'interroge sur l'avenir de leur relation. Mr. Lowery vient de recevoir de la part du richissime Tom Cassidy une somme de 400 000 dollars. Marion cède à la tentation. Prétextant une migraine, elle regagne son domicile avec le magot et prend la fuite en direction du Texas, où elle espère rejoindre Sam.

Après plusieurs heures de route, la fatigue et une violente averse poussent la jeune femme à se réfugier à la tombée du jour dans un motel que jouxte une maison. Le jeune patron de l'établissement, Norman Bates, se montre heureux de l'accueillir et se livre à quelques confidences. Il parle de sa solitude et de son attachement à sa vieille mère. Avant d'aller se coucher, Marion Crane prend une douche. Soudain, une femme écarte le rideau et l'assassine à coups de couteau. Norman fait disparaître toutes les traces du crime.

La disparition de Marion Crane inquiète sa soeur Lila. Elle la recherche, comme Sam et comme Milton Arbogast, un détective chargé de récupérer l'argent. Arbogast est sur la piste du motel. Il rencontre Norman, lequel se trouble et refuse de lui laisser rencontrer sa mère. Le détective prévient Lila et Sam. À son tour, il est assassiné. Lila et Sam apprennent par le shérif que la mère de Norman est morte et enterrée depuis de nombreuses années. Ils se rendent tous deux au motel, puis à la maison. Lila manque de connaître la même fin que les deux précédentes victimes. Elle ne doit la vie qu'à l'intervention de Sam, qui empêche la vieille dame de nuire...