"Lilith" to opowieść o tajemniczej młodej kobiecie, Lilith Arthur (Jean Seberg), z Nowej Anglii, która wydaje się roztaczać wokół siebie magiczne fale. Młody mężczyzna, niespokojny duch, z równie tajemniczą przeszłością, zaczyna się interesować Lilith. Czas mija, ich relacje zaczynają się zacieśniać i intensyfikować. Różnice między nimi zaczynają się zacierać, co prowadzi ich do szokujących, lecz dziwnie logicznych konkluzji.

Vincent Bruce (Warren Beatty) zatrudnia się na krótko po powrocie z wojska w szpitalu psychiatrycznym w charakterze terapeuty zajęciowego. Jedną z pacjentek szpitala jest Lilith Arthur (Jean Seberg) - pozostająca w zakładzie od wielu lat młoda kobieta, posiadająca magnetyczny urok. W Lilith zakochany jest Stephen Evshevsky (Peter Fonda) - inny pacjent szpitala, który bezskutecznie zabiega o względy dziewzcyny. Vincent początkowo robi wszystko, by zachować z Lilith czysto zawodowe relacje, do czasu, aż sytuacja wymyka się spod kontroli...