Toiminta tapahtuu Englannissa vuonna 1850. Nuori lontoolainen taiteilija Walter Hartright saa ystävänsä, italialaisen professorin Peskin suosituksesta, maalauksen opettajaksi paikan Limmerridgessä Cumberlandissa, Frederick Fairley, Esq. Ennen lähtöä Walter tapaa hyvästit äitinsä ja sisarensa kanssa, jotka asuvat Lontoon lähiöissä. Palattuaan kotiin myöhään kuumana illalla, hän odottamatta tapaa outon naisen, pukeutuneena ylös ja alas valkoiseksi autiolle tielle. He jatkavat matkaa yhdessä. Hartwrightin mainitseminen paikoista, joihin hän menee, aiheuttaa muukalaiselle odottamattoman jännityksen. Hän puhuu rakastavasti rouva Fairleylle, Limmeridgen myöhäiselle omistajalle. Sitten, vihassa ja pelolla, hän muistelee parveke Hampshirestä mainitsematta kuitenkaan nimeään. Walter auttaa muukalaista saamaan astian ja melkein heti lähtöään jälkeen hän näkee lastenrattaan kahden ratsastajan kanssa kysyvän ”valkoisesta naisesta”. He etsivät häntä palaamaan hulluun taloon, josta hän pakeni.
Walter Hartwright saapuu Limmeridgeen, tutustuu sen asukkaihin. Tämä on Marian Golcombe, myöhäisen rouva Fairleyn tytär ensimmäisestä avioliitostaan, ruma, mutta viehättävä ja energinen ruskeaverikkö, äitinsiskonsa Laura Fairley, lempeä ja lempeä blondi, ja herra Frederick Fairley, heidän setänsä, poikamies ja kauhea egoisti, joka ehdotti Walterin työ. Walter kertoo Marianille tapaamisestaan valkoisen naisen kanssa, ja hän kiinnostuneena löytää äidille lähettämissään kirjeissä maininnan tytöstä Anna Katerikista. Rouva Fairley kiintyi tyttöyn, koska hän muistutti Lauraa, ja pieni Anna, joka vastasi holhoukseensa kiihkeällä rakkaudella, vannoi kunniakseen kävellä aina vain valkoisena. Täällä William tajuaa sen kummallisen tunteen, jonka hän oli nähnyt useammin kuin kerran katsoessaan Lauraa: valkoinen nainen muistutti yllättäen Lauraa, joka oli vain laihtunut ja muuttunut vaaleaksi tai selvinnyt surusta. Marian ja Walter pitävät löytönsä salassa. Samaan aikaan, kuten usein tapahtuu, opettaja ja oppilas, Walter ja Laura, rakastuivat. Mutta he eivät puhu rakkaudestaan. Heitä erottaa sosiaalisen ja omaisuuden epätasa-arvon kuilu, koska Laura on jalo ja rikas, hän on Limmeridgen perillinen. Ja mikä tärkeintä, Laura on kihloissa isänsä valitsemasta miehestä - tämä on paronetti Sir Percival Glide, joka on Hampshiren ison kartanon omistaja. Marian on ilmoittanut tämän Walterille, ja sanoilla “Baronet” ja “Hampshire” hän muistuttaa valkoisen puheessaan naisen epäjohdonmukaisesta puheesta, jonka hän oli tavannut. Mutta täällä Hartwright näkee hänet jälleen Limmeridge-hautausmaalla - Anna Katerik pesee valkoisen marmorimonumentin rouva Fairleyn haudalla. Keskusteluissa Walterin kanssa (ja päivää aiemmin nimettömässä kirjeessä Lauralle, joka oli häntä suuresti hälyttänyt), Anna varoittaa Lauria avioliitostaan Sir Percival Glidelle, joka näyttää olevan pahan ruumiillistuma. Lisäksi käy ilmi, että juuri hän vangitsi Annan hulluun taloon. Sanoen hyvästit Lauralle, hylätty Walter palaa Lontooseen ja lähtee sitten pitkälle, vaaralliselle arkeologiselle tutkimusmatkalle Keski-Amerikkaan.
Mariani pakottaa Limmeridgeen saapuneen morsiamen Laurain antamaan selityksiä Annasta. Hän lähettää kirjeen Anna äidilleen Katerikille todisteena siitä, että hän toimi hänen tyttärensä suostumuksella ja hänen hyväkseen. Marian ja Laura toivovat viime hetkeen asti, että jokin estää häitä, mutta ihmettä ei tapahdu. Percival Glide ja Laura Fairley ovat naimisissa Limmeridgen kirkossa ja menevät häämatkalle Italiaan. Kuusi kuukautta myöhemmin he palaavat Englantiin ja asettuvat Blackwater Parkiin, Glide-tilaan, ja Marian Golcombe saapuu sinne. Glide-parin mukana saapuu Italiasta toinen aviopari - kreivi ja kreivitär Fosco. Kreivitär Fosco, Laurun täti, kerran absurdi ja raskaana oleva, on nyt omistautunut miehelleen sielullaan ja vartalollaan, josta hän kirjaimellisesti ei ota silmiään, ikään kuin hypnoottinen, tarttuu jokaiseen sanaan ja kiertää jatkuvasti pieniä pachitoja hänelle. Kreivi Fosco on erittäin paksu, aina kohtelias, erittäin ystävällinen, kiinnittää jatkuvasti huomiota vaimoonsa, rakastaa valkoisia hiiriä, joita hän kantaa mukanaan suuressa häkissä. Mutta hänessä tuntuu erikoinen hengenvoima ("jos hän naisen sijasta menisi naimisiin tigressin kanssa, hän myös kesyttää tigressin", Marian toteaa).
Blackwater Parkin läheisyydessä Laura tapaa Anna Katerikin ja varoittaa jälleen kerran häntä suosittaen olemaan luottamatta miehensä ja pelätä häntä. Ja rahaa epätoivoinen Sir Percival haluaa saada Laura allekirjoittamaan joitain kirjoituksia lukematta. Laura kieltäytyy. Aviomies uhkaa häntä, mutta kreivi Fosco onnistuu lieventämään tilannetta. Sulhanen kiiltävyys ja viehätys Sir Percivalista ovat kauan sitten kadonneet, hän on töykeä vaimonsa suhteen, pilkkaa ja valittaa häntä useammin kuin hänen intohimonsa opettaja-taiteilija kohtaan (Percival arvasi Lauran salaisuuden). Earl ja hänen vaimonsa estävät kaikin tavoin Mariania yrittämästä ottaa yhteyttä Fairley-perheen asianajajaan. He siepaisivat toistuvasti kirjeitä (kerran jopa asettaneet juoman jollekin tytölle, jonka piti lähettää kirje saapuessaan Lontooseen). Marian epäilee Lauraa koskevaa salaliittoa ja salautuakseen oletuksissaan salakuuntelu Percival Glide -konsolin ja kreivi Foscon väliseen keskusteluun. Salaliitto on olemassa, mutta Marian ei voi sitä vastustaa - salakuuntelemalla öisen keskustelun hän saa kylmän ja sairastuu vakavasti. Marianin tautia käytettäessä hänet siirretään kreivi Foscon suunnitelman mukaisesti linnan syrjäiseen osaan, mutta Lauralle ilmoitettiin poistumisesta, ja hänet huijataan viettämään setäänsä herra Fairleyä. Mutta Lontoossa Laura, Anna Katerik -nimellä, sijoitetaan hulluun taloon, missä todellinen Anna oli. Samaan aikaan siellä ilmestynyt kuvitteellinen lady Glide kuoli tätinsä Lontoon talossa. Nyt mikään ei ole Percival Gliden ja hänen vaimonsa varallisuuden välillä.
Toipunut Marian yrittää selvittää mitä tapahtui. Hän onnistuu löytämään ja lahjonnan avulla vapauttamaan Laura - murtuneen, ilman nimeä ja varallisuutta. Walter palaa retkikunnalta. Saapuessaan kumartamaan Lauran hautaan, hän tapaa Marianin ja muuttuneen, hirveän samanlaisen kuin Anna Katerik Laura. Walter vuokraa asunnon, jossa heistä kolme asuu, ja yhdessä hänen ja Marianin kanssa autetaan Lauraa vähitellen toipumaan. Walter päättää antaa Lauralle nimensä takaisin. Walter tajuaa, että Sir Percival Glide piilotti Anna Katerikin hulluun taloon, koska hän pelkäsi ilmoituksia, Walter alkaa selvittää, mitkä niistä. Hän vierailee Annan äidillä rouva Katerikilla. Hän ehdottomasti kieltäytyy auttamasta Hartrightia tuomaan Percival Glide puhtaan veden luo, vaikka hän epäilemättä vihaa Glideä ja on iloinen, jos Walter onnistuu selvittämään tilit hänen kanssaan. Keskusteluista Annan äidin rouva Katherickin kanssa vanhan Wellinghamin kirkon virkamiehen, herra Wansborough'n kanssa, jolla oli kopioitu kirkon metrikirja, Walter ymmärtää, että Glide'n vanhempien avioliitto ei ollut rekisteröity, joten hänellä ei ole oikeuksia otsikkoon tai maatilat. Kerralla Glide sai pääsyn sacristyyn ja mahdollisuuden väärentää ennätys rouva Katerikin ansiosta, mutta kun hänen aviomiehensä epäili heidän keskuudessaan rakkaussuhdetta, Glide ei kiistänyt tätä olettamusta pelkääessään paljastaa todelliset syyt tapaamisiin hänen kanssaan. Myöhemmin hän toistuvasti auttoi rouva Katerikia rahalla. Annan vihaa ja pelkoa hänestä aiheutti se, että tyttö uskalsi toistaa äitinsä jälkeen, että hän tiesi Liukon salaisuuden. Tämä riitti, jotta köyhä tyttö päätyi hulluun taloon, ja hänen puheitaan - mitä tahansa hän sanoi - ei voida pitää todisteina. Vaarallisuutensa vuoksi Percival Glide pyrkii kaikin tavoin estämään Walteria pääsemästä totuuteen. Sitten tietämättäen kaksoiskappaleen olemassaolosta, hän päätti polttaa kirjanpitokirjan, mutta hän palaa kirkon tulipalossa.
Kreivi Fosco pakenee vainon. Satunnaisesti teatterissa Walter näkee kreivin ja havaitsee ilmeisen pelkonsa ystävänsä professori Peskin silmissä, joka ei tunnusta kreiviä (hän voi kuitenkin muuttaa ulkonäköään, ja vuodet tekivät työnsä). Walter ymmärtää tietenkin, että kreivi Fosco oli saman salaisyhdistyksen jäsen kuin Sand. Kreikan pelko voidaan selittää hänen luopumuksellaan, veljeyden etujen pettämisellä ja välittömän kostotoimenpiteen odotuksella. Walter pakotetaan turvautumaan Sandsin apuun. Hän jättää professorille sinetöidyn kirjekuoren kirjeellä, jossa hän paljastaa kreivin, ja pyytää rankaisemaan häntä, jos Walter ei palaa seuraavana päivänä asetettuun aikaan. Näitä varotoimia noudattaen Walter Hartwright tulee kreivi Foscon luo ja pakottaa hänet kirjoittamaan tarinan häntä ja Glideä tekemistä petoksista. Earl, luontaisella itsetyytyvyydellä, kirjoittaa innostuneesti viettäen melkein koko yön tähän oppituntiin, ja kreivitär valmistautuu kiireelliseen lähtöinsä. Hän ilmestyi aika ajoin ja osoittaa Walterille vihaansa häneen.
Päivämäärien eroavuuksien perusteella: ennen Frederick Fairleyn kirjeen lähettämistä annettiin kuolintodistus, joka sisälsi kutsun käydä hänen veljentytärään, Walter onnistuu todistamaan, että Laura on elossa, ja Anna Katerik on haudattu sen sijaan. Monumentin teksti on nyt muutettu. Valkoinen nainen Anna Katerik löysi kuoleman jälkeen tavoitteensa: hän lepää rouva Fairleyn vieressä, jota hän rakasti niin paljon.
Laura ja Walter naimisiin. Heidän elämänsä paranee vähitellen. Walter työskentelee paljon. Löydettyään jonkin ajan kuluttua liike-elämästä Pariisissa, hän näkee kreivin Foscon ruumiin, joka on kiinni Seinestä. Ruumiissa ei ole merkkejä väkivallasta paitsi kahdella veitsen leikkauksella kädessä, joka piilotti leimautumisen - salaisen yhteiskunnan merkki, joka on pienen kolikon kokoinen (Sandsilla on sama merkki kädessään). Palattuaan Lontooseen, Walter ei löydä kotonaan Lauraa ja kuuden kuukauden ikäistä poikaansa eikä Mariania. Vaimo antoi hänelle muistion, jossa hän pyysi häntä välittömästi ja huolehtimatta tulemisesta Limmeridgeen. Innoissaan Laura ja Marian tapaavat hänet siellä, setän kuoleman jälkeen Laura otti perheen kartanon. Ja vauva Walteria, nuorta Limmeridge-perillistä, jota Marian pitää sylissään, voidaan nyt pitää yhtenä anteliaimmista maanomistajista Englannissa.