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이시목(이예춘)은 갤러리에서 오래 전에 죽은 아내 애자(도금봉)의 초상화를 발견한다. 택시를 탄 그는 수상쩍은 화가 춘철(추석양)의 집으로 끌려가고 화가는 막무가내로 초상화를 가져가라고 하면서 급하게 이시목을 침대 밑에 숨긴다. 침대 밑에 숨은 그는 화가가 어느 여자에게 살해당하는 장면을 목격하고 자신이 살인범으로 몰릴까 봐 도망친다. 그가 초상화를 가져오고 나서 집안에 괴이한 일들이 발생한다. 오래 전에 죽은 아내 애자가 나타나 아이들을 잡아가고, 불공을 드리고 오던 어머니 허씨(정애란)는 애자에 의해 죽임을 당한다. 허씨의 몸에 들어온 고양이의 혼령은 집으로 돌아와 허씨 행세를 하지만 가끔 허씨가 고양이와 유사한 행동을 해 시목의 의심을 산다. 아내 혜숙(이빈화) 또한 애자에게 죽음을 맞이하고, 시목은 자신의 어머니에게 고양이 귀신이 빙의했다는 것을 눈치채고 그녀를 죽인다. 시목은 초상화가 화근이라고 생각하고 초상화를 찢으려 한다. 그러나 이때 그는 화가가 남긴 일기를 발견하고 비극의 전말을 알게 된다. 박의사(남궁원)와의 애정행각 장면을 며느리 애자에게 발각당한 허씨와, 애자와 시목의 사이를 시기하던 애자의 친척 동생 혜숙은 시목이 출장 간 사이 애자에게 약을 먹여 말을 하지 못하도록 하고, 애자가 화가 춘철과 불륜관계에 있는 것처럼 꾸민다. 돌아온 시목은 화를 내고 허씨와 혜숙은 애자를 춘철의 집으로 쫓아낸다. 애자의 말문이 트일 즈음 허씨와 혜숙은 애자에게 독약을 먹인다. 춘철이 죽어가는 애자를 겁탈하려 하자 애자는 한을 품으며 칼로 찔러 자살한다. 애자는 새끼 고양이에게 한을 풀어달라고 부탁하며 죽고, 고양이는 애자의 피와 살을 먹으며 큰다. 애자의 한을 품은 고양이가 자라 박의사와 허씨, 혜숙에게 복수를 한 것이다.