Mira (Alicia Vikander) er en amerikansk filmstjerne. Desillusioneret over sin karriere og et nyligt forlist forhold, ankommer hun til Frankrig for at spille rollen som "Irma Vep" i en genindspilning af den franske stumfilmsklassiker, "Les Vampires". Skellene mellem Mira og den karakter, hun spiller, begynder langsomt at udviskes og smelte sammen i en atmosfære, der drypper af uhyggelig krimi-thriller. Irma Vep afslører den usikre balance på grænsen mellem fiktion og virkelighed, kunstighed og autenticitet, kunst og tilværelsen.
Medvirkende inkluderer Alicia Vikander som Mira, Vincent Macaigne som René Vidal, Jeanne Balibar som Zoe, Devon Ross som Regina, Lars Eidinger som Gottfried, Vincent Lacoste som Edmond Lagrange, Nora Hamzawi som Carla, Adria Arjona som Laurie, Carrie Brownstein som Zelda, Tom Sturridge som Eamonn, Byron Bowers som Herman, Fala Chen som Cynthia Keng, Hippolyte Girardot som Robert Danjou, Alex Descas som Gregory Desormeaux og Antoine Reinartz som Jeremie.
