Im Oktober 1994 machten sich die Filmstudenten Heather Donahue, Michael C. Williams und Joshua Leonard daran, einen Dokumentarfilm über die sagenumwobene Blair Witch zu drehen. Sie reisen nach Burkittsville, Maryland, wo die Stadt früher Blair hieß. Sie interviewen Menschen, die in der Gegend leben, über die Legende der Blair Witch. Die Einheimischen erzählen ihnen von Rustin Parr, einem Einsiedler, der in den 1940er Jahren sieben Kinder entführte und sie in sein Haus im Wald brachte, wo er sie folterte und tötete. Parr brachte die Kinder paarweise in den Keller seines Hauses und zwang das erste Kind, sich in die Ecke zu stellen und den Schreien ihres Gefährten zuzuhören, während er das zweite Kind ermordete. Parr würde dann das erste Kind ermorden. Parr stellte sich schließlich der Polizei und plädierte später auf Unzurechnungsfähigkeit. Er sagte, der Geist von Elly Kedward, einer im 18. Jahrhundert erhängten Hexe, habe ihn seit einiger Zeit terrorisiert und versprach, ihn in Ruhe zu lassen, wenn er die Kinder ermordet habe. Die drei Studenten interviewen auch Mary Brown, eine lokale Exzentrikerin, die ihnen erzählt, dass sie als Kind der Blair-Hexe begegnet sei.
Am zweiten Tag beginnen die Schülerinnen und Schüler, die Wälder im Norden Burkittsvilles zu erkunden, um nach Beweisen für die Blair-Hexe zu suchen. Auf dem Weg dorthin warnt sie ein Fischer, dass es in den Wäldern spukt, und erinnert sich an eine Zeit, in der er seltsamen Nebel aus dem Wasser aufsteigen sah. Die Studenten wandern zum Coffin Rock, wo fünf Männer gefunden wurden, die im 19. Jahrhundert rituell ermordet worden waren, und schlagen dann ihr Nachtlager auf. Am nächsten Tag wandern sie tiefer in den Wald hinein, obwohl ihre genaue Position auf der Karte nicht bekannt ist. Schließlich finden sie etwas, das ein alter Friedhof mit sieben kleinen Steinhaufen zu sein scheint. Sie schlagen ihr Lager in der Nähe auf und kehren nach Einbruch der Dunkelheit auf den Friedhof zurück. Später hören sie in der Dunkelheit knisternde Geräusche, die aus allen Richtungen zu kommen scheinen und nehmen an, dass die Geräusche von Tieren oder Einheimischen stammen, die ihnen folgen.
Noch am selben Tag versuchen sie, zu ihrem Auto zurückzukehren, aber sie finden den Weg nicht; sie versuchen es, bis es Nacht wird, dann sind sie gezwungen, ihr Lager aufzuschlagen. In der Nacht hören sie wieder knisternde Geräusche, aber sie können nichts sehen. Am nächsten Morgen stellen sie fest, dass in der Nacht drei Steinhaufen um ihr Zelt herum gebaut worden sind. Als sie weiter versuchen, den Weg aus dem Wald zu finden, stellt Heather fest, dass ihre Karte fehlt, und Mike verrät später, dass er sie am Vortag aus Frustration in einen Bach getreten hat. Josh und Heather werden wütend auf Mike. Dann wird ihnen klar, dass sie nun hoffnungslos verloren sind, und sie beschließen, einfach "nach Süden" zu gehen. Bald entdecken sie eine Vielzahl von humanoiden Strichmännchen, die an Bäumen hängen. In dieser Nacht hören sie noch mehr seltsame Geräusche, darunter die Geräusche von Kindern und bizarre "Morphing"-Geräusche. Als eine unbekannte Kraft das Zelt erschüttert, fliehen sie in Panik und verstecken sich im Wald, bis es Morgen wird. Als sie zu ihrem Zelt zurückkehren, stellen sie fest, dass ihre Besitztümer durchwühlt wurden und Joshs Ausrüstung mit Schleim bedeckt ist, was sie zu der Frage veranlasst, warum nur seine Habseligkeiten betroffen waren. Im Laufe des Tages führen sie einen Baumstamm über einen Bach, der mit demjenigen identisch ist, an dem sie zuvor vorbeigekommen waren, obwohl sie den ganzen Tag direkt nach Süden gereist sind, und schlagen erneut ihr Lager auf, völlig demoralisiert, weil sie den ganzen Tag damit verschwendet haben, scheinbar im Kreis zu laufen, während Josh draußen Wache hält.
Josh verschwindet am nächsten Morgen. Nachdem sie ihn eine Weile gefunden haben, brechen Mike und Heather schließlich das Lager ab und ziehen langsam weiter. In der Nacht hören sie Josh in der Dunkelheit schreien, können ihn aber nicht finden. Am nächsten Morgen findet Heather ein Bündel von Stöcken und Stoff vor ihrem Zelt. Bei einer späteren Inspektion stellt sich heraus, dass es blutgetränkte Fetzen von Joshs Hemd sowie Zähne und Haare enthält, aber sie erwähnt dies Mike gegenüber nicht.
An diesem Abend zeichnet sich Heather auf, wie sie sich bei den Koproduzenten ihres Projekts sowie bei ihrer Familie entschuldigt, und beginnt zu weinen, um schließlich ihr Schicksal zuzugeben. Später hören sie Josh erneut um Hilfe schreien, aber dieses Mal folgen sie ihnen und entdecken ein verlassenes Haus im Wald. An der Vorderseite des Hauses hängt dasselbe menschliche Strichmännchen, das sie im Wald gesehen haben. Mike rennt die Treppe hinauf und folgt der Stimme, während Heather versucht, ihr zu folgen. Mike behauptet dann, er höre Josh im Keller. Er folgt dem Geräusch, und nach einem scheinbaren Kampf verstummt er und fällt auf den Boden. Heather rennt in den Keller hinunter und schreit nach Mike, aber sie hört Mike nicht. Dann betritt sie den Keller und sucht nach beiden Männern, und mit ihrer Kamera erhascht sie einen Blick auf Mike, der mit dem Gesicht zur Wand steht. Heather schreit dann, als sie und ihre Kamera zu Boden fallen. Es herrscht nur noch Stille, als das Filmmaterial endet.
