イタリアの修道院で暮らす修道女セシリアはある日、一度も男性と関わりがないにもかかわらず、自分が妊娠していることを知る。この修道院にはイエス・キリストの処刑に使われたとされる鉄釘が伝承されており、老齢の修道女たちはその釘を使って自身の足に十字架の傷を彫るという忌まわしい習慣がある。
悪阻が酷くなってきたセシリアは一般の病院を受診することを希望するが教会はそれを許可しない。セシリアの妊娠が発覚後、彼女の周りでは、修道女イザベラが飛び降り自殺をするなど、不可解な事件が多数起こる。
セシリアはある夜、修道院の地下に不気味な研究施設があることを発見する。セシリアは鶏の死骸を胎児に見せかけ、流産を装い修道院から逃げ出そうと試みるが、テデシ司祭によって阻止されてしまう。テデシは、司祭になる前は遺伝学の研究者であり、キリストのDNAを鉄釘から採取しキリストのクローン人間を修道女に産ませるための人体実験を秘密裏に行っていたのだ。自殺したイザベラは受胎に失敗した被験者であり、セシリアは実験開始から20年目にして初めて成功した例となる。
自らが宿した命がイエス・キリストの再来だという衝撃の真実を知ったセシリアは、何としてでも修道院脱出を決意する。セシリアは修道院長を十字架で殴り、破水しながらも司祭と戦い、テデシの研究所に火を放つ。しかし火に包まれた研究所から火傷に覆われたテデシ司祭が現れ、胎児を取り出すため彼女に執拗に襲い掛かる。セシリアは、キリストの鉄釘でテデシを刺し応戦する。
焼け跡となった修道院から生還したセシリアは、その場で子どもを産み落とす。臍帯を自力で噛み切った彼女は岩を手に取って、新生児の頭めがけて振り下ろそうとする。しかし彼女は思いとどまり、振り上げた腕を下すところで映画が幕を閉じる。