Mère célibataire, Ann Lake est venue d'Amérique rejoindre à Londres son frère Steven, journaliste. Sa fillette, que l'on appelle Bunny, est avec eux. mais, le jour même où Ann conduit sa fille à l'école, Bunny disparait sans laisser de traces. Ses jouets même et ses vêtements ont disparu de la maison. Scotland Yard délègue l'inspecteur Newhouse ; mais l'enquête ne peut trouver personne, à part Steve et Ann, qui ait vu l'enfant ; et même les registres de l'école ne portent aucune trace de son inscription. Tandis que Newhouse commence à douter que Bunny ait jamais existé - certaines révélations de Steve sur leur enfance donnent à craindre que Ann ne soit mythomane - différents personnages inquiétants apparaissent dans l'histoire. Enfin Ann espère, en allant chercher une poupée mise en réparation, donner une preuve de l'existence de Bunny. Mais Steven détruit la preuve et fait interner Ann dans une clinique psychiatrique. Ann comprend enfin que la passion maladive de son frère pour elle l'a conduit à monter tout ce scénario pour lui permettre de se débarrasser de l'enfant. S'évadant de la clinique, elle le rejoint à temps et devra pendant de longues heures distraire l'attention de son frère devenu totalement fou, afin d'empêcher le crime. Jusqu'à ce que la police, qui a enfin découvert un indice, intervienne.