L'Australie du début du siècle. Par une journée paisible et ensoleillée, les jeunes filles d'un pensionnat huppé partent pique-niquer sous la surveillance d'une partie de leurs professeurs. Sara, punie, est condamnée à rester seule auprès de la directrice de l'établissement, Mrs Appleyard, avec le triste devoir d'apprendre des vers inconsistants. Durant l'après-midi, Miranda, Irma, Maria et Edith, comme mues par une volonté supérieure, s'éloignent du groupe et entreprennent d'escalader Hanging Rock, formation volcanique qui jouit d'une sinistre réputation. Une force étrange pousse Edith à s'enfuir en hurlant de terreur : à peine croise-t-elle sur sa route un professeur, miss Crowley, qui rejoint ses élèves. Tard le soir, la calèche, partie le matin si joyeuse, revient sans que l'on ait retrouvé la trace des disparues. Les recherches, aussitôt lancées, s'avèrent décourageantes. Un jeune homme anglais, Michael, qui se trouvait sur les lieux du pique-nique et qui avait été troublé par la beauté d'une des jeunes filles, décide de retrouver Miranda. Après une nuit passée sur les lieux de la disparition, il est découvert, hébété, amnésique, avec au bout des doigts un morceau d'étoffe. Peu après, aussi mystérieusement qu'elle s'était évanouie, réapparaît Irma, qui ne peut rien expliquer au sujet de ces événements incompréhensibles. L'affaire a maintenant fait un grand bruit, bien trop au gré de Mrs Appleyard qui voit les parents, effrayés, retirer leurs filles de son établissement. Elle s'acharne sur Sara dont la pension n'a pas été payée depuis longtemps et qui vit, malheureuse depuis la mort présumée de Miranda, terrifiée à l'idée de retourner dans un orphelinat. Un jour, la jeune fille décide de mourir. Rendue à demi-folle par cette suite de malheurs, Mrs Appleyard s'en va : son corps sera retrouvé à Hanging Rock au pied du rocher qui, pour toujours, gardera son secret.