Burnsie adalah seorang pria tua yang pekerjaannya mencari orang hilang sesuai dengan pesanan klien. Klien terakhirnyanya adalah seorang pria yang ingin mencari abang dan kakak iparnya yang menghilang. Mereka menemukan sebuah mobil rusak yang tampaknya sudah berusia tua dan terlibat kecelakaan. Tidak jauh dari mobil rusak itu, mereka menemukan sebuah rumah tua yang terlantar. Dinding di bagian dalam rumah itu penuh dengan lukisan ceroboh anak-anak dan banyak sampah. Mereka juga menemukan dua sosok mengerikan berwarna hitam yang beringas. Mereka lalu memutuskan untuk menelepon klien mereka, Lucas dan istrinya Anabelle untuk menyampaikan kalau mereka telah menemukan kedua anak dari abangnya, Victoria dan Lily Desange.
Mereka diserahkan dalam perawatan dr. Gerald, seorang psikolog yang menilai psikologis anak-anak itu. Lucas berusaha mendekati mereka, pertama adalah yang sulung, Victoria. Lucas membawakan kacamata miliknya yang dipakainya dulu. Victoria lalu memanggil lucas, ayah, lalu memeluknya. Dia tidak perduli meskipun Lucas mengatakan kalau dia adalah pamannya. Tapi Lily sama sekali tidak mau mendekat, dia memilih sembunyi di bawah tempat tidur.
Dr. Gerald mengatakan kalau kondisi psikologis Victoria dan Lilly sangat parah sehingga mereka memiliki sosok khayalan yang tampaknya dianggap sebagai penjaga, mereka memanggilnya Mama. Tapi Lucas tidak begitu saja bisa mengadopsi mereka, karena gajinya tidak mencukupi. Anabelle hanyalah pemain band amatir dan mereka tinggal di apartemen sempit berkamar satu. Satu lagi yang ingin mengasuh mereka adalah Jean Podosklos, yang ingin membawa mereka keluar negeri. Dr. Gerald masih ingin meneliti kejiwaan kakak beradik itu, sehingga dia membantu agar Lucas dan Annabelle tinggal di sebuah rumah yang besar sehingga bisa memelihara kedua keponakannya itu, dengan syarat mereka harus menerima kunjungannya setiap kali dia ingin datang memeriksa mereka. Lucas dan Annabelle juga harus merahasiakan lokasi rumah itu dari siapapun. Mereka setuju.
Victoria bisa beradaptasi dengan rumah barunya, tapi Lilly selalu bersembunyi dibalik punggungnya dan lebih sering berjalan dengan tangan dan kaki, seperti hewan berkaki empat. Kesukaannya adalah bersembunyi di dalam kardus yang besar. Ketika makan malam, ia lebih memilih duduk di lantai, biarpun yang lainnya duduk di meja. Dia bahkan tidur di kolong tempat tidur, meskipun ada tempat tidur yang besar untuknya. Dalam penelitiannya, dr. Gerald mendengar Victoria sering menyebut nama Edith Brennan. Yang ternyata adalah pasien rumah sakit jiwa yang berhasil melarikan diri dan terjun ke laut sambil membawa bayinya yang baru lahir. Di rumah, Annabel sering melihat keanehan-keanehan. Lilly sering tertawa seperti sedang bermain, tapi begitu dilihat, Lilly terdiam. Lucas membujuk Annabel yang merasa tidak nyaman agar bersabar.
Pada suatu malam, Annabel merasa ada seseorang di dalam rumah dan Lucas memutuskan untuk melihat-lihat ke sekeliling, sementara Annabel menjaga anak-anak. Lucas melihat seekor kupu-kupu hitam menempel di dinding dan membuat lubang gelap. Lucas memperhatikan dari dekat dan tiba-tiba keluar bayangan hitam yang mengejutkannya. Lucas terjatuh dari tangga dan koma. Sehingga Annabel harus mengawasi anak-anak itu sendiri. Ia berusaha, meskipun ia tidak terbiasa dengan anak-anak. Ketika tidur, dia bermimpi melihat pintu lemari di kamar anak-anak, seperti ada sesuatu di dalam dan mengeluarkan suara yang aneh.
Dr. Gerald menemukan sebuah boneka kayu menyeramkan di kamar mereka, ketika dia berkunjung ke rumah itu. Victoria mengatakan kalau boneka itu adalah mainan yang dibuat oleh Mama, tapi dia tidak mengatakan siapa itu Mama. Pada saat Annabelle membuat makan malam, Lilly tampaknya selalu tertawa sendiri dengan sosok yang tidak terlihat Annabel. Sesudah mengantarkan anak-anak ke kamar, Annabel masuk ke kamarnya sendiri dan tidur. Mendadak pintu lemari di kamar anak-anak terbuka dan Lilly terbangun. Ia membangunkan Victoria dan mengatakan kalau Mama datang. Dari saluran udara di kamarnya, Annabelle mendengarkan senandung yang aneh, sehingga memutuskan untuk mengecek ke kamar mereka. Dia menemukan Victoria dan Lilly sedang bermain dan hebohnya di kamar. Annabelle melihat pintu lemari setengah terbuka dan mendekatinya tapi Victoria melarangnya. Sehingga Annabelle memutuskan untuk menutup saja pintu lemari itu dan tidak memeriksa isinya. Ia lalu menyuruh mereka untuk tidur.
Annabelle lalu menceritakan hal itu pada dr. Gerald dan mengatakan kalau ada seseorang yang mendatangi anak-anak itu. Dia yakin itu seorang wanita dan dia bersenandung. Tapi dr. Gerald menyatakan kalau kemungkinan besar Victoria lah yang bersenandung karena dia menderita kepribadian ganda ya g memposisikan dirinya sebagai Mama. Dr. Gerald lalu menemui petugas catatan sipil setempat untuk mencari tahu lebih jauh tentang Edith Brennan ini. Dia mendapatkan kotak yang berisikan dokumen dan benda peninggalan Edith. Sementara di rumah, Annabelle semakin sering dihantui dan mulai merasa ketakutan karena Lucas belum juga sadar dari koma.
Di rumah sakit, terjadi hal yang aneh. Lucas yang koma mendapat penglihatan arwah jeffry, abangnya, yang menyuruhnya menyelamatkan anak-anaknya dan dia harus pergi ke pondok. Penglihatan itu membuat lucas tersadar dari koma. Annabel dan anak-anak mengunjunginya di rumah sakit. Victoria bisa berinteraksi dengan baik, sementara Lilly memilih sembunyi di bawah tempat tidur sambil memakan bangkai kupu-kupunya yang bertebaran.
Suatu hari, Annabel memergoki Victoria sedang menangis sendirian di kamar mandi. Annabel bertanya ada apa, tapi Victoria hanya mengatakan kalau dia tak ingin Annabel terluka. Dia berniat mengelus kepalanya tapi Victoria menepis dan melarangnya melakukan itu, karena Mama sudah merasa cemburu. Victoria lalu meninggalkan Annabel yang kebingungan. Keesokan harinya, Jean mengunjungi rumah mereka karena Annabel lupa kalau hari itu adalah hari kunjungannya. Tapi Annabel berdebat dengannya dan ia diusir dari rumah. Jean menelepon dinas sosial dan melaporkan kalau keponakannya sedang disiksa dan ia akan mencari bukti. Ini untuk merebut hak asuh dari Lucas.
Pada hari lain terapi Victoria dengan dr. Gerald, ia menanyai lebih jauh tentang sosok Mama ini, tentang pondok di tepi danau, dimana dia tinggal, apakah dia mengikuti mereka ke rumah yang baru. Victoria menjerit lalu dr. Gerald melihat bayangan gelap muncul dari dinding. Dia buru-buru pergi dari rumah itu tanpa mengatakan apapun pada Annabel yang kebingungan. Tapi dia memutuskan untuk mencari tahu lebih jauh, ke rumah sakit jiwa tempat terakhir Edith Brennan dirawat, Ciffton Forge.
Di rumahnya, Annabel mengalami penglihatan. Dia berada di tubuh seorang wanita, yang merebut bayi dari tangan seorang biarawati lalu melarikan diri. Ia terjebak di tepi danau dan memutuskan untuk terjun sambil membawa serta bayinya. Annabel tersadar begitu dia tercebur ke air dan melihat Victoria berdiri di pintu kamarnya sambil memandang ke bawah ranjang. Annabel menanyakan ada apa di bawah tapi Victoria tidak mau menjawan. Ada sosok mengerikan yang menggelayut di di bawah ranjangnya dan akhirnya menaiki tempat tidur dan menyerangnya. Annabel menjerit dan kembali terbangun dari mimpi.
Malam itu, Mama datang dan mengajak Lilly pergi. Lilly mengajak Victoria, tapi ia memilih untuk tinggal. Akhirnya Lilly pergi sendiri dengan keluar dari jendela. Sementara dr. Gerald sudah sampai di Cliffton Forge malam itu dan harus berhasapan langsung dengan arwah Edith yang gila dan akhirnya tewas di rumah itu, tapi ada yang mengetahui.
Annabel bangun pagi harinya tanpa menyadari ada memar besar di tengkuknya, dia mengecek kamar anak-anak dan menyadari kalau Lilly menghilang. Dia melihat Lilly tidur di halaman dalam keadaan kedinginan. Dia membawanya ke dalam rumah dan berusaha memeluknya untuk menghangatkan tubuhnya. Lilly yang liar sangat sulit untuk dipeluk, tapi Annabel tetap memaksa. Sampai akhirnya Lilly menyerah dan bersedia dipeluk. Annabel senang karena ia akhirnya mau dipeluk dan mau berkomunikasi meski terpatah-patah. Hari itu juga Annabel memaku jendela di kamar anak-anak agar mereka tidak bisa keluar dari jendela.
Hari itu, Annabel melihat bayangan gelap di kamar anak-anak, awalnya dia mengira itu Lilly. Akhirnya dia menyadari kalau Victoria dan Lilly berada di dapur, menunggunya sarapan. Dia menyelidiki ke dalam lemari, tapi tidak menemukan apa-apa. Victoria datang tepat waktu dan menyelamatkannya dari Mama. Annabel menanyakan tentang Mama ini pada Victoria tapi dia juga tidak mau bicara. Ia menghubungi ponsel dr. Gerald tapi selalu terhubung ke voicemail. Tanpa sengaja ia menemukan berkas milik dr. Gerald yang tertinggal ketika dia pergi terburu-buru dari rumah itu dan menemukan foto Edith Brennen di dalam. Dia memutuskan untuk mendatangi langsung kantor dr. Gerald. Ketika sekretarisnya lengah, Annabel mencuri box berisi semua file Victoria dan Lilly. Di rumah dia membongkar box itu dan menemukan makalah dr. Gerald yang berisikan tentang pengalaman mereka berempat. Dia juga mendengar rekaman terapi Victoria, yang menyatakan kalau Edith terjun ke danau dan tewas, tapi bayinya selamat karena tersangkut akar pohon. Annabel menangis karena merasa sedih. Victoria dan Lilly mendatanginya. Victoria bahkan memeluk sambil mengucapkan selamat malam. Lilly protes dan mengatakan jangan.
Malam itu Victoria terbangun dan melihat pintu lemari pakaian terbuka lebar, Mama tidak ada di dalam. Ia keluar dari kamar, diikuti oleh Lilly. Dia melihat Annabel masih duduk memeriksa berkas. Mereka juga melihat arwah Mama yang marah dan mengejar mereka, mereka berusaha lari dan disusul oleh Mama. Annabel terjatuh dan Mama hampir membunuhnya, Victoria mengalihkan perhatiannya dari Annabelp yang pingsan. Pada waktu itu, Jean masuk ke rumah itu diam-diam, berniat untuk mencari bukti yang bisa digunakan untuk menghancurkan Lucas. Tapi malangnya dia malah harus berhadapan langsung dengan Mama yang sedan marah. Victoria menyusulnya ke bawah dan menemukan bibi Jean yang berwajah Mama. Ia menjerit.
Annabel tersadar dari pingsan lalu mencari Victoria dan Lilly yang menghilang. Mereka tidak ada di rumah. Dia tahu kemana Mama akan membawa anak-anak itu. Dia langsung menuju Cliffton Forge sambil membawa sisa tulang belulang Edith. Dia berpapasan dengan Lucas yang sudah terlebih dahulu sampai disana. Dari rumah sakit, Lucas yang sudah sembuh langsung menuju ke Cliffton Forge, sesuai penglihatan yang dialaminya tentang abangnya di hari dia sadar dari koma.
Di rumah itu mereka menemukan mayat Jean lalu menyadari kalau anak-anak ada di atas tebing tempat Edith dulu bunuh diri. Edith berniat membawa mereka ke dasar danau. Lilly datang pertama kali ke arah Mama tapi ditahan oleh Lucas. Edith yang marah sudah akan membunuh. Lucas, ketika Victoria menunjukkan tulang-belulang anaknya yang tersimpan di dalam kardus. Edith mengambilnya dari tangan Annabel lalu bersenandung sambil memeluknya. Tapi dia tersadar ketika Lilly memanggilnya dan mencampakkan tulang belulang itu ke danau sambil kembali mengejar Victoria dan Lilly. Dia melukai Lucas dan Annabel. Lucas pingsan tapi Annabel tidak mau menyerah dan membujuk agar Victoria tinggal. Dia tidak menyerah meskipun Edith berulang kali menahan kepalanya. Akhirnya Edith menyerah dan meninggalkan Victoria. Lilly diselubungi sulur-sulur dan mereka berubah menjadi ratusan kupu-kupu. Annabel memeluk Victoria dan Lucas siuman.
(2013)