1965 wird in Nordspanien ein Damm gebaut, um den Standort Desbaria voranzubringen, und die Stadt Marienbad steht kurz vor der vollständigen Überschwemmung. Zwei Jungen, Teo und Luis, überqueren die Sicherheitsgrenze, um in der evakuierten Stadt zu spielen, und Teo hört Stimmen in der verlassenen Kirche. Sie finden eine Gruppe seltsamer Menschen angekettet im überfluteten Keller, Teo lässt ihren Anführer Mordecai Salas frei und wird von ihm getötet. Vierzig Jahre später, anlässlich des vierzigjährigen Jubiläums des Debaria-Staudamms, verschwindet der Teenager Antonio im See, während er mit seiner Freundin Susana und ihrer Freundin Clara Borgia schwimmt. Die Polizeitaucher versuchen mit Unterstützung des außenstehenden Kameramanns und Journalisten Dan Quarry, der das versunkene Marienbad filmt, um eine Sache über die Stadt zu schreiben, erfolglos, die Leiche zu finden. Als im Spot unheimliche Dinge passieren, lüften Dan und die lokale Journalistin und Tochter des Staudammbauers Teresa Borgia dunkle Geheimnisse über Marienbad, Salas und seinen bösen Kult um die Macht der Flammen.