Na última década do século 19, a misteriosa viúva, Hester Appleyard, chega à Austrália, assombrada por um passado secreto. Aqui, no novo mundo, ela estabelece uma escola de sucesso para moças. Mas seis anos depois, no Dia dos Namorados de 1900, a enigmática diretora permite que seus alunos façam um piquenique em Hanging Rock. E ali, na estranha paisagem taciturna, algo impensável acontece.

As três pupilas estelares de Hester e uma governanta desapareceram. Liderados por um sargento obstinado, homens locais procuram os desaparecidos. Algo sobrenatural aconteceu com eles? Ou ocorreu um ultraje humano? Um jovem inglês aristocrático, Michael Fitzhubert, foi a última pessoa a ver as meninas e, quando a busca é abandonada, ele é obrigado a retornar à Rocha, onde faz uma descoberta chocante.

A desaparecida herdeira dos Rothschild, Irma Leopold, foi encontrada, notavelmente ilesa, mas alegando não se lembrar de nada. Enquanto isso, rumores se espalham e o sargento volta suas atenções para o colégio. Que segredos estão escondidos atrás dos portões trancados? Sua investigação intensifica a paranoia de Hester e ela tem certeza de que a jovem órfã, Sara, sabe algo sobre o desaparecimento.

Hester luta para conter a crescente histeria enquanto os tremores secundários do desaparecimento continuam a perturbar a velha ordem. Um visitante misterioso evoca memórias do passado sombrio de Hester, enquanto Sara tenta escapar da faculdade. Enquanto isso, somos levados para a história das meninas desaparecidas nos meses que antecederam o piquenique, e a mancha escura do mistério não resolvido continua a se espalhar.

A governanta francesa, Mademoiselle, está ficando cada vez mais desconfiada do comportamento errático da Sra. Appleyard e teme o pior quando é informada de que Sara foi inesperadamente recolhida por seu guardião, sem ser vista por nenhum outro funcionário. Enquanto Mademoiselle procura respostas, o sargento viaja para Melbourne para conseguir uma última entrevista com Irma, e um voto secreto feito pelas meninas desaparecidas é revelado.

Hester tem cada vez mais certeza de que seu marido vingativo está por trás dos desaparecimentos e está vindo atrás dela. Enquanto ela se prepara para fugir, a chegada do guardião de Sara fornece uma prova conclusiva das mentiras da Sra. Appleyard. Enquanto Hester viaja para Hanging Rock, finalmente descobrimos tudo o que levou à sua morte. O passado assombrado do qual ela fugiu e a vida secreta das universitárias desaparecidas.