Tomie Hashimoto ist eine verträumte und nachdenkliche Oberschülerin, die der Langeweile ihres Alltags entflieht, indem sie Horrorgeschichten schreibt, in denen sie sich selbst als eine Vampirin namens Ann Bathory vorstellt. Schüchtern und sozial isoliert wird sie häufig von ihren Mitschülern gemobbt. Sie lebt allein mit ihrem liebevollen, aber emotional distanzierten verwitweten Vater Kazuhiko Hashimoto in einer kleinen, ruhigen Stadt.

Eines Tages, während sie eine kunstvolle Kreuzkette in einem Antiquitätenladen bewundert, wird Tomie H. von einem seltsamen und fesselnden Mädchen ihres Alters angesprochen. Das mysteriöse Mädchen, das ein auffälliges Schönheitsmal unter dem linken Auge hat, stellt sich als Tomie Kawakami vor. Die beiden werden schnell enge Freundinnen, wobei Tomie H. von dem Selbstbewusstsein und der Ausstrahlung ihrer neuen Gefährtin hingerissen ist und ihr sogar eine Figur in ihrer Geschichte widmet. Doch bald wird klar, dass ihr Zusammentreffen kein Zufall war. Tomie K. hat eine verborgene Agenda, die in die Vergangenheit reicht und eng mit Tomie H.s Vater verbunden ist.

Kazuhiko erkennt in dem Mädchen dieselbe Tomie Kawakami, mit der er vor fünfundzwanzig Jahren eine stürmische Beziehung hatte, die mit ihrem brutalen Mord endete. Trotzdem blieb er von ihr besessen und benannte sogar seine eigene Tochter nach ihr. Nun ist Tomie K. zurückgekehrt, nicht nur um seine Besessenheit wieder zu entfachen, sondern um seine Familie in Angst und Schrecken zu versetzen. Sie manipuliert Kazuhiko und versucht, ihn davon zu überzeugen, dass sein jetziges Leben, einschließlich seiner Tochter, ein Hindernis für ihre Wiedervereinigung sei. Der psychologische Druck steigt, bis Kazuhiko Tomie K. mit einem Fleischbeil ermordet und enthauptet und ihren Kopf in einem nahegelegenen Fluss entsorgt.

Der Horror vertieft sich, als Tomie H. den abgetrennten Kopf findet, der nicht nur noch am Leben ist, sondern auch spricht. Der Kopf beginnt langsam zu heilen und demonstriert damit die übernatürlichen regenerativen Fähigkeiten, die den Tomie-Fluch ausmachen. Getrieben von einem verzweifelten und fehlgeleiteten Freundschaftsgefühl nimmt Tomie H. den Kopf mit nach Hause und versucht, ihn gesund zu pflegen, indem sie Mahlzeiten für den heranwachsenden Körper kocht. Diese fragile und makabre Arrangement zerbricht nach einem heftigen Streit, in dessen Folge Tomie H. den regenerierenden Körper von einem Gebäude wirft.

Doch Tomie Kawakami lässt sich nicht so leicht töten. Bald taucht sie wieder im Haus der Hashimotos auf, und Tomie H. schießt mit einem Pfeil auf sie. In ihrer Verzweiflung, den Kreislauf der Gewalt zu beenden, beschließen Vater und Tochter, Tomie K.s Körper in einem Block aus Eis in der Industriegefrieranlage einzufrieren, in der Kazuhiko arbeitet, in der Hoffnung, ihre Regeneration dauerhaft zu stoppen. Der Plan scheitert, als Kazuhiko den verführerischen Bitten und Schreien der gefrorenen Tomie nicht widerstehen kann, das Eis zerschlägt und sie befreit. Befreit greift Tomie K. Tomie H. an. In einem Moment ultimativen Verrats schließt Kazuhiko seine eigene Tochter in dem Gefrierraum ein und wählt die monströse Tomie über sein eigen Fleisch und Blut. Als Tomie H. beginnt, der Kälte zu erliegen, sieht sie, wie Tomie K. und ihr Vater Hand in Hand davon gehen.

Am nächsten Morgen findet ein Arbeiter Tomie H. und rettet ihr Leben. Ihr Vater ist verschwunden. Nun allein lebend, kehrt sie zum Schreiben zurück und beendet ihre Geschichte mit einem Anflug von verdrehter Hoffnung: Ann und Mary sind wieder Freundinnen. Ann wird sie zu einer echten Freundin erziehen. Dann öffnet sie ihre Schreibtischschublade und enthüllt ein zerstückeltes, regenerierendes Ohr von Tomie Kawakami – ein schauerlicher Hinweis darauf, dass die unsterbliche Verführerin selbst in Stücken niemals wirklich verschwunden ist und ihr Einfluss fortdauert.