Walter Hartright, młody nauczyciel rysunku, podczas wędrówki z Hampstead do Londynu późnym letnim wieczorem spotyka tajemniczą kobietę ubraną w biel, najwidoczniej w tragicznym położeniu. Pomaga jej dotrzeć do Londynu, ale później dowiaduje się, że uciekła ze szpitala psychiatrycznego. Następnego dnia Hartright podróżuje na północ do Limmeridge House, ponieważ został zatrudniony jako mistrz rysunku dla mieszkańców tego domu, czyli Laury Fairlie, bratanicy gospodarza domu, i Marianny Halcombe, jej oddanej przyrodniej siostry. Kilka dni po swym przybyciu Hartright uświadamia sobie, że Laura jest zadziwiająco podobna do kobiety w bieli. Ta w dzieciństwie mieszkała przez jakiś czas w Cumberland i bardzo przywiązała się do matki Laury, która zawsze ubierała ją na biało.
Walter i Laura szybko zakochują się w sobie. Jednakże Laura obiecała ojcu na łożu śmierci, że poślubi sir Parsivala Glyde’a, więc Marianna – wiedząc, że Laura, mimo uczucia, spełni wcześniejsze przyrzeczenie – doradza nauczycielowi, by opuścił Limmeridge…
„Kobieta w bieli” oszałamia wielowątkowością przedstawionych relacji. To bogactwo fabularne zawdzięczamy prawniczemu wykształceniu Wilkie Collinsa, który sam wskazuje we wstępie do książki: „Historia tu przedstawiona będzie opowiedziana przez więcej niż jedno pióro, jak historia przestępstwa przeciw prawu jest opowiedziana w sądzie przez więcej niż jednego świadka”.