Радња се одвија у Енглеској 1850. године. Млади уметник из Лондона Валтер Хартригхт, на препоруку свог пријатеља, италијанског професора Пескија, добија место учитеља сликарства у Лиммерридге-у у Кумберланду, на имању Фредерицк Фаирлеи, Еск. Пре одласка Валтер долази збогом од мајке и сестре, који живе у предграђу Лондона. Враћајући се кући касно вруће вечери, неочекивано сусреће необичну жену, обучену у бијело на пустом путу. Они заједно настављају пут. Помињање Хартвригхт-а о местима где ће ићи, изазива незнанца неочекивано узбуђење. Љубазно говори о госпођи Фаирлеи, покојној власници Лиммеридгеа. Затим се са бесом и страхом сећа баронета из Хампсхира, не помињући, међутим, своје име. Валтер помаже незнанцу да ухвати кеб и скоро одмах након њеног одласка угледа колица која с два јахача питају о "жени у бијелом". Траже је да се врати у лудницу, одакле је побегла.
Валтер Хартвригхт стиже у Лиммеридге, упознаје се са његовим становницима. Ово је Мариан Голцомбе, кћерка покојне госпође Фаирлеи из првог брака, ружна, али шармантна и енергична бринета, сестра њене мајке Лаура Фаирлеи, њежна и њежна плавуша, и господин Фредерицк Фаирлеи, њихов ујак, првоступник и страшни егоиста, онај који је предложио Валтеров посао. Валтер приповиједа Маријану о свом сусрету са бијелом женом, а она, заинтригирана, у писмима мајци проналази спомињање дјевојчице Ане Катерик. Госпођа Фаирлеи се везала за девојчицу због своје личности на Лауру, а мала Анна, одговарајући својој заштитници горљивом љубављу, заклела се у своју част да ће ходити увек само у белом. Овде Вилијам схвата необичан осећај који је виђао више него једном кад је гледао Лауру: жена у белом боја изненађујуће је подсећала на Лауру, која је само смршала и постала бледа или преживела тугу. Мариан и Валтер чувају своје откриће тајном. У међувремену, као што се често дешава, учитељ и ученик, Валтер и Лаура, заљубили су се. Али они не разговарају о својој љубави. Раздваја их понор социјалне и имовинске неједнакости, јер је Лаура племенита и богата, она је наследница Лиммеридгеа. И што је најважније, Лаура је заручена за човека којега је њен отац одабрао - ово је баронет Сир Перцивал Глиде, власник великог имања у Хампсхиреу. Ово је Валтер-у извијестио Мариан, а при ријечима "Баронет" и "Хампсхире" сећа се нескладног говора жене коју је једном срео на бијелом. Али овде је Хартвригхт поново види на гробљу у Лиммеридгеу - Анна Катерик пере споменик од белог мермера на гробу госпође Фаирлеи. У разговору са Валтером (и дан раније у анонимном писму Лаури, које ју је јако узнемирило), Анна упозорава Лауру на њен брак са сер Перцивал Глиде-ом, који јој се чини отелотворење зла. Штавише, испоставило се да је управо он ухапсио Ану у лудницу. Опростивши се од Лауре, одбачени Валтер враћа се у Лондон, а затим одлази у дугу, опасну археолошку експедицију у Средњу Америку.
Маријана присили Лауру, заручника који је стигао у Лиммеридге, да објасни објашњења о Ани, а он доставља писмо госпођи Катерик, Аниној мајци, у доказ да је поступала уз њен пристанак и за добро њене ћерке. До последњег тренутка, Маријана и Лаура надају се да ће нешто ометати венчање, али чудо се не догоди. Перцивал Глиде и Лаура Фаирлеи венчају се у цркви Лиммеридге и одлазе на медени месец у Италију. Шест месеци касније враћају се у Енглеску и насељавају се у Блацкватер Парку, имању Глиде, и тамо стиже Мариан Голцомбе. Уз брачни пар Глиде, из Италије стиже још један брачни пар - гроф и грофица Фосцо. Грофица Фосцо, Лаурина тетка, некада апсурдна и узалудна, сада је посвећена свом супругу с душом и телом из којег она дословно зури, као да је хипнотизирана, хвата сваку његову реч и непрестано врти мале пацхитосе за њега. Гроф Фоско је изузетно дебео, непромењиво љубазан, врло љубазан, стално обраћа пажњу на своју жену, воли беле мишеве, које носи са собом у великом кавезу. Али у њему се осећа изузетна снага духа („ако се уместо жене удала за тигрицу, укротила би је и тигрицу“, напомиње Маријана).
У близини парка Блацкватер, Лаура упознаје Ану Катерик, а она је још једном упозорава, саветујући јој да не верује свом мужу и да се боји њега. А сир Перцивал, очајан новцем, жели навести Лауру да потпише неке папире без читања. Лаура одбија. Муж јој прети, али гроф Фоско успева да ублажи ситуацију. Младожењин сјај и шарм Сир Перцивала одавно су нестали, он је непристојан према својој жени, ругајући јој се и приговара више пута због његове страсти према учитељу-уметнику (Перцивал је погодио тајну Лауре). Еарл и његова супруга на сваки начин спречавају Маријану да покуша контактирати породичног адвоката Фаирлеија. Они више пута пресрећу писма (једном су чак ставили и напитак на неку девојку која је требала да пошаље писмо по доласку у Лондон). Маријана сумња у завјеру против Лауре и, како би се утврдила у својим претпоставкама, прислушкује разговор између Перцивал Глиде-а и грофа Фосцо. Завјера постоји, али Маријана не може одољети томе - прислушкујући ноћни разговор, ухвати прехладу и постане озбиљно болесна. Користећи Маријину болест, она је, у складу са планом грофа Фосца, пребачена у забачени део дворца, али Лаура је обавештена да је отишла, а она је натерана да је намамује да посети свог ујака, господина Фаирлеија. Али у Лондону, Лаура, под именом Анна Катерик, смештена је у лудницу у којој је била права Анна.У исто време, замишљена дама Глиде, која се тамо појавила, умирала је у лондонској кући тете. Сада ништа не стоји између Перцивал Глиде-а и богатства његове жене.
Након опоравка, Маријана покушава да схвати шта се догодило. Она успева да нађе и уз помоћ мита ослободи Лауру - сломљену, која остаје без имена и богатства. Валтер се враћа из експедиције. Дошавши да се поклони Лаурином гробу, упознаје Маријану и промењену, страшно сличну Ани Катерик Лауру. Валтер изнајмљује стан у којем њих троје живе, а он и Маријана помажу Лаури да се постепено опорави. Валтер одлучује да јој врати име Лаура. Схвативши да је сир Перцивал Глиде сакрио Ану Катерик у лудници јер се плашио открића, Валтер почиње да открива која. Он је у посети Аниној мајци, госпођи Катерик. Она дефинитивно одбија да помогне Хартригхту да доведе Перцивал Глиде у чисту воду, док несумњиво мрзи Глиде-а и биће јој драго ако Валтер успе да подмири рачуне са њим. Из разговора са госпођом Катхерицк, Анином мајком, са службеницом цркве Олд Веллингхам, г. Вансбороугхом, који је имао преписану књигу црквених метрика, Валтер схвата да брак Глидеових родитеља није регистрован, дакле, он нема права на титулу или на земљишна имања. Својевремено је Глиде добио приступ сакристији и прилику да лажира снимку захваљујући госпођи Катерик, али када је њен супруг посумњао у љубавну везу између њих, Глиде није одбацио ову претпоставку, плашећи се открити прави разлог својих сусрета с њом. Након тога, више пута је помагао госпођи Катерик новцем. Мржња према Ани и страх од ње проузрокован је чињеницом да се девојчица усудила да понови за мајком да зна тајну Глиде-а. Ово је било довољно да сиромашна девојка заврши у лудници, а њени говори - шта год да је рекла - нису се могли сматрати доказима. Осећајући опасност, Перцивал Глиде свим силама покушава да спречи Валтера да достигне истину, а затим, несвесни постојања дупликата, одлучује да спржи књигу записа, али он изгоре у црквеном пожару.
Гроф Фоско избегне прогон. Случајно, у позоришту Валтер види грофа и примети његов очигледан страх када види његов пријатељ професор Пески који га не препознаје (међутим, могао је да промени изглед и годинама су радиле свој посао). Очигледно, Валтер схвата, да је гроф Фосцо био члан истог тајног друштва као и Санд. Страх од грофа може се објаснити његовим отпадништвом, издајом интереса братства и очекивањем непосредне одмазде. Валтер је приморан да прибегне помоћи Сандс-а. Оставља професору запечаћену коверту с писмом у којој излаже грофа и тражи да га казни ако се Валтер сутрадан не врати у заказано време. Предузимајући ове мере предострожности, Валтер Хартвригхт долази до грофа Фосцоа и присиљава га да напише причу о превари коју су починили он и Глиде. Гроф са својственим самозадовољством пише одушевљено, проводећи готово читаву ноћ на овој лекцији, а грофица се припрема за њен ужурбани одлазак, појављујући се с времена на време и показујући Валтеру своју мржњу према њему.
На основу одступања у датумима: издата је умрлица пре него што је писмо Фредерицка Фаирлеија послато, а садржи позив нећакиње на посету, Валтер успева да докаже да је Лаура жива, а уместо ње сахрањена је Анна Катерик. Натпис на споменику је сада измењен. Анна Катерик, жена у белом, након смрти нашла је оно што је желела: почива поред госпође Фаирлеи, коју је толико волела.
Лаура и Валтер се венчавају. Њихов живот се постепено поправља. Валтер пуно ради. Након што се након неког времена пословно служио у Паризу, он види леш грофа Фосца ухваћеног из Сене. На телу нема знакова насиља, осим два посекотина ножем на руци која су скривала стигму - знак тајног друштва величине малог новчића (Сандс на руци има исти жиг). Враћајући се у Лондон, Валтер не налази код куће ни Лауру и њеног шестомесечног сина, нити Маријану. Добива поруку од супруге која га одмах тражи и без бриге да ли ће доћи у Лиммеридге. Узбуђени Лаура и Маријана упознају га тамо, након што је ујак умро, породично имање преузела је Лаура. А беба Валтер, млада наследница Лиммериџа, коју Маријана држи у наручју, сада се може сматрати једним од највеселијих власника земљишта у Енглеској.