Au temps du cinéma muet, ''Baby'' Jane est une grande star, une des premières enfants prodiges ; sa soeur Blanche, timide et réservée, reste dans l'ombre. Dans les années 30, les rôles sont inversés, Blanche est une grande vedette, Jane est oubliée.
Désormais, bien des années après, elles vivent en commun une double névrose. Blanche, victime d'un mystérieux accident, est infirme et semble tout accepter d'une soeur transformée en infirmière sadique qui multiplie les mauvais traitements et répète son antique tour de chant avec un accompagnateur benêt dans l'espoir de remonter sur scène...
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