Het lijk van een onbekende jonge vrouw wordt gevonden in een huis waar een familie is uitgemoord. Wie is zij? En waarom is haar lichaam zo goed geconserveerd? Twee pathalogen-anatoom, vader (Brian Cox) en zoon (Emile Hirsch), verrichten een spoedsectie op het lichaam - midden in de nacht, in de kelder van hun lijkenhuis in een klein stadje. Langzaam maar zeker geeft Jane Doe haar duistere geheimen prijs. De Noorse regisseur Andre Øvredal volgde zijn komische fantasyfilm Trollhunter op met een minimalistisch horror, dat het moet hebben van een onheilspellende sfeer, voortreffelijke schrikmomenten en een dijk van een mysterie.