Basada en la hoy considerada clásica novela de Ira Levin, la trama gira en torno a Rosemary Woodhouse, una joven ama de casa, esposa del actor de teatro Guy Woodhouse. La pareja se instala en un apartamento en la célebre casa Bramford, un antiguo edificio de apartamentos en Manhattan (el hoy célebre edificio Dakota) con una leyenda un tanto sórdida, debido a las siniestras reputaciones de algunos antiguos residentes.
Rosemary es una mujer joven y alegre, totalmente dedicada a su hogar y a su marido, con quien anhela tener un bebé. Guy, por su parte, desea alcanzar el estrellato. Por circunstancias accidentadas, los Woodhouse traban amistad con Roman y Minnie Castevet, un matrimonio de edad avanzada, que viven en la misma planta del edificio y se convierten en una especie de padres sustitutos del joven matrimonio. Al poco tiempo, Guy accede a que intenten tener el hijo tan deseado y planean la fecha ideal para que Rosemary quede embarazada. Esa noche, Rosemary tiene alucinaciones y pesadillas, en las que es aparentemente violada por un ente inhumano. Cuando despierta, Guy se disculpa por haberle "hecho el amor mientras estaba inconsciente", pero ella se descubre embarazada.
A partir de ese momento, la historia se desarrolla paulatinamente, igual que el embarazo del personaje y juega con sus temores. Algunas cuestiones que apoyan la intriga con ¿porqué Rosemary tiene graves molestias al principio del embarazo?, ¿qué hay detrás de tantas atenciones por parte de los Castevet y sus amigos?, o ¿por qué de repente la carrera de Guy pareciera despegar tan rápido?.
Mucho se ha escrito sobre la vida de Roman Polanski más allá del mundo del cine, haciendo hincapié en asuntos escabrosos de su vida y de sus desgracias personales. Quizá debido a ello, la cultura popular ha querido dotar a Rosemary's Baby, la película, de una serie de mitos o leyendas que lo único que han conseguido es mantener, en cierta forma, la popularidad de la película.
No es cierto que Anton LaVey interpretara a Satán en la escena de la violación de Rosemary en medio del aquelarre. Lavey, fundador de la Iglesia de Satán, jamás actuó en la película. Es más, Satán a quien vemos fugazmente su rostro durante unos segundos en dicha escena, fue interpretado por Clay Tanner a quién jamás se le dio consejo alguno para hacer su papel.
Para completar la relación con lo diabólico, recordemos que algunas escenas iban a realizarse dentro del edificio Dakota, en el centro de Nueva York; donde años antes había vivido el genio del cine de terror, el actor Boris Karloff. Este edifico siempre fue considerado maldito y por eso fue recomendado a Polanski para lograr un clima satánico en su rodaje. Por último, recordemos que a las puertas del edificio Dakota fue asesinado uno de los grandes defensores de la paz, John Lennon.
Otro de los personajes polémicos que habitó en el edificio Dakota fue Edward Alexander Crowley, conocido como Aleister Crowley: brujo negro, profeta... famoso por los ritos desenfrenados que supuestamente llevó a cabo (especialmente durante su estancia en la proscrita finca que el mismo bautizó como Abadía de Thelema, en Cefalú) y por su polémica contribución al ocultismo del siglo XX. Un personaje cuyo rostro a su vez figura en la portada del disco de los Beatles Sgt. Pepper's Lonely Hearts Club Band.