James et un groupe d'amis décident de s'aventurer dans la forêt de Black Hills dans le Maryland, afin d'élucider les mystères autour de la disparition en 1994 de sa sœur, que beaucoup croient liée à la légende de Blair Witch. Au départ, les jeunes étudiants s'estiment chanceux en tombant sur deux personnes de la région qui leur proposent de les guider à travers les bois sombres et sinueux. Mais tandis qu'ils s'enfoncent dans la nuit, le groupe est assailli par une présence menaçante. Peu à peu, ils commencent à comprendre que la légende est bien réelle et bien plus terrifiante que ce qu'ils pouvaient imaginer...

Quelques temps après la disparition de trois étudiants en cinéma, un groupe de jeunes "touristes" revient sur les lieux de l'affaire afin de se frotter avec la légende de la sorcière de Blair...

En octobre 1994, trois jeunes cineastes, Heather Donahue, Joshua Leonard et Michael Williams, disparaissent en randonnee dans la foret de Black Hill au cours d'un reportage sur la sorcellerie. Un an plus tard, on a retrouve le film de leur enquete. Le Projet Blair Witch suit l'itineraire eprouvant des trois cineastes a travers la foret de Black Hills et rend compte des evenements terrifiants qui s'y sont deroules. A ce jour, les trois cineastes sont toujours portes disparus.