Michel Delasalle dirige un pensionnat de garçons à Saint-Cloud. Homme tyrannique et odieux, il martyrise sa femme, Christina, et terrorise sa maîtresse, Nicole, professeure dans l'établissement. Les deux femmes s'unissent pour le tuer. Après l'avoir attiré dans un piège, elles lui font boire un soporifique, le noient dans une baignoire, puis jettent son corps dans la piscine de l'institution. Mais le cadavre disparaît et plusieurs faits étranges laissent croire à la survivance de Michel. Un inspecteur retraité, Fichet, s'intéresse à l'affaire…

Un message inhabituel s'affiche sur l'écran après le générique de fin : les spectateurs sont priés de ne pas raconter l'histoire à ceux qui n'auraient pas encore vu la pellicule. Et pour cause : Les diaboliques est l'un de ces films à suspense dont le dénouement n'apparaît que dans les toutes dernières images. Il serait dommage de se priver de la montée d'adrénaline ! Car c'est dans une atmosphère d'angoisse parfaitement maîtrisée que l'intrigue nous happe pour ne plus nous lâcher. Si le climat est noir, les personnages, eux, sont plus proches d'un Maigret que d'un Sam Spade – c'était l'époque où le Français en béret, la cigarette au bec, pouvait traiter une femme de "fille de garce" et où l'on mettait dix heures pour se rendre en 2 CV de Paris à Niort. À noter parmi les jeunes pensionnaires de l'institution, un figurant du nom de Jean-Philippe Smet… le futur Johnny.