Inglaterra, 1959. Marnie trabaja de secretaria en la empresa de contabilidad Crombie & Strutt, donde conoce a Mark Rutland, un apuesto cliente del Sr. Strutt. Mark se siente inmediatamente atraído por Marnie. Cuando la oficina cierra, Marnie roba dinero de la caja fuerte. Mientras escapa, planea cómo cambiará de identidad y de aspecto cuando se mude a la siguiente ciudad, como ya ha hecho en otras ocasiones. Marnie visita a su madre inválida y le entrega el dinero para una casa nueva.
Mientras tanto, el Sr. Strutt descubre la estafa de Marnie y jura que la llevará ante la justicia.
Marnie solicita trabajo en Halcyon Printing, y se sorprende cuando el hombre que la entrevista es Mark Rutland, al que conoció en la oficina del Sr. Strutt. Para consuelo de ella, él no parece reconocerla y le ofrece el trabajo. Marnie también conoce al hermano de Mark, Terry, el "suplente retorcido" de Mark en la firma.
Unas semanas más tarde, Terry, un mujeriego empedernido, invita a Marnie a una partida de póquer en su apartamento. Cuando ella se reúne con sus compañeros de trabajo en un pub, estos la instan a aceptar la invitación de Terry. Aparece un extraño que afirma haber conocido a Marnie con otro nombre, pero ella lo despacha. Marnie acompaña a Terry y sus amigos para la partida. Después, Terry se le insinúa a Marnie, pero ella lo rechaza y se escapa.
En la casa de Mark, su madre, la Sra. Rutland, le dice que actúe como el director gerente. Llega Marnie, a la que Mark ha invitado con una excusa de trabajo. Ella menciona a Forio, su adorado caballo, y Mark le habla de su soledad desde la muerte de su esposa. Se avecina una tormenta, lo cual aterroriza a Marnie. Mark la consuela, luego le declara la fascinación que siente por ella e intenta besarla. Marnie renuncia a su trabajo en el acto y huye.
Marnie planea escapar de los dos hermanos cambiando de identidad una vez más. Fuerza la caja fuerte de Halcyon, pero Mark la atrapa en el acto. Él amenaza con entregarla a menos que acepte casarse con él. Marnie no tiene más remedio que aceptar.
La madre de Marnie recibe una carta de su hija donde le informa de que estará fuera de contacto por un tiempo. La madre le expresa a su vecina Lucy la desconfianza que siente hacia Marnie. La madre cree que cuando Marnie era una niña, mató a su hermano pequeño.
En su crucero de luna de miel, Mark le revela a Marnie que la reconoció cuando solicitó el trabajo, y que siempre supo que ella era una ladrona. Marnie se niega a tener relaciones sexuales con él, y él trata de violarla. Marnie se encierra en el baño y se corta las venas.