En ukjent kvinne blir funnet drept og brutalt lemlestet i en småby i Virginia. Samtidig begynner fryktelige og uforklarlige hendelser å hjemsøke eierne av likhuset pålagt å utføre obduksjonen. Patologen Tommy Tilden og sønnen Austin, finner bevis som tilsier at kvinnen skal ha blitt utsatt for gamle torturteknikker fra heksejaktens tid. Da de så blir fanget i likhuset på grunn av en grufull storm, befinner de seg snart i en kamp mot de onde kreftene som viser seg å være forflyttet fra den ukjente kroppen og inn i dem selv... "The Autopsy of Jane Doe" er regissert av André Øvredal, mannen bak "Trolljegeren".