רוזמרי (מיה פארו) ובעלה גאי (ג'ון קסאבטס) הם זוג צעיר מניו יורק שמצפים לילדם הראשון. בתחילת ההיריון, רוזמרי מתחילה להרגיש חרדה עמוקה ומוזרה, תחושות של פחד ובלבול שמלוות אותה לאורך כל התקופה. היא חששה שמשהו לא כשורה, אך לא מצליחה להבין מה בדיוק עומד מאחורי התחושות האלה. ככל שההיריון מתקדם, רוזמרי נחשפת לאווירה חשוכה ומסתורית סביבם, כששכנים מוזרים ודמויות מסתוריות מתקרבות אל חייהם. החשדות שלה מתגברים והיא מתחילה לחקור את הסביבה שלה, לגלות סודות אפלים שמסתתרים מאחורי החיוך החיצוני של האנשים שסביבה. רוזמרי מבינה שהפחדים שלה אינם רק תוצר של דמיונה, אלא שיש סיבה ממשית לחששותיה, והסכנה גדולה יותר ממה שדמיינה. היא מתמודדת עם תחושת בדידות עמוקה, כשגאי אינו מצליח להגן עליה או להבין את מה שהיא עוברת. ככל שהסיפור מתפתח, רוזמרי נאלצת להתמודד עם האמת המחרידה על ההיריון שלה, על תינוק שהיא נושאת ועל הכוחות החשוכים שמנסים להשתלט על חייה. הסרט מציג את המאבק של רוזמרי לשמור על שפיותה ועל שליטתה בגופה ובגורלה, מול כוחות אפלים שמנסים לשלוט בה ובתינוקה. המתח והאימה גוברים ככל שהסיפור מתקרב לשיאו, כשהיא מבינה שההיריון שלה אינו רק אירוע ביולוגי אלא חלק ממזימה אפלה ומסוכנת. רוזמרי מגלה שהשכנים שלה, זוג קשישים מסתוריים, הם למעשה חברים בכנס סודי של מכשפים שמנסים להשתמש בתינוקה למטרות טקסיות אפלות. כשהיא מגלה את האמת, היא מתמודדת עם תחושת בגידה עמוקה מצד בעלה, שהשתתף במזימה ללא ידיעתה. הסרט מסתיים ברגעים דרמטיים שבהם רוזמרי מחליטה לקבל את גורלה, אך גם מתעקשת לשמור על האהבה שלה לתינוק, למרות הייעוד האפל שלו. העלילה משקפת פחדים אוניברסליים של אובדן שליטה, הפרת אמון והמאבק על זהות אישית בתוך עולם מלא סכנות נסתרות. המוזיקה והצילום התורמים לאווירה המותחת הופכים את הסרט לקלאסיקה של ז'אנר האימה הפסיכולוגית.
