Les démonologues Ed et Lorraine Warren ont recueilli Annabelle, une poupée maléfique qui attire les mauvais esprits. Ils l'ont scellée dans une pièce fermée à clé de leur maison, sous une cloche de verre sacrée et bénie par un prêtre. Appelé à l'extérieur pour leur travail, le couple confie sa fille Judy à la gardienne Mary. Judy fête son anniversaire et Mary a invité son amie Daniela. Profitant de l'absence de ses hôtes, cette dernière arrive à se faufiler dans la pièce interdite, délivrant malencontreusement Annabelle de sa captivité. La poupée la remercie en multipliant les apparitions inquiétantes et dangereuses.