Madison es una mujer que tiene unas macabras pesadillas que la dejan completamente paralizada. Aterrada por lo que ve en ellas, Madison no consigue dormir por las noches ni vivir por el día. Pero el terror cada vez se irá apoderando de ella cuando descubra que esas pesadillas no son sueños, sino que son hechos de la vida real.
Todo transcurre cinco años después de los sucesos de «Paranormal Activity 2», que terminó con el secuestro de Hunter por parte de Katie. En la actualidad, Katie y Hunter, que ahora se hace llamar Robbie, se han trasladado a un nuevo barrio y sus vecinos, Alex y su familia, comienzan a experimentar sucesos paranormales que ocurren en su casa.
Will Graham (William Petersen) regresa a la policía persuadido por un compañero. Encargado de la difícil tarea de dar caza a un escurridizo asesino que ataca sólo los días de luna llena, Graham decide emplear métodos poco convencionales. De este modo, recurre al doctor Hannibal Lecter (Brian Cox), otro asesino en serie, para entrar en la mente del asesino, pero esto le llevará a estar expuesto a la inteligencia de un genio poniendo en peligro su salud mental.
Durante el octubre de 1994, tres estudiantes de cine en el Montgomery College, Heather Donahue, Joshua Leonard y Michael Williams realizaron la propuesta de crear un proyecto para presentarla en la clase de cine, el proyecto llamado por Heather «El Proyecto de la Bruja de Blair» contaba de entrevistas con los residentes del pueblo de Burkittsville, Maryland, sobre la bruja local.