Een novice genaamd Viridiana (Silvia Pinal) staat op het punt haar geloften af te leggen wanneer haar enige levende familielid, haar oom Don Jaime (Fernando Rey), haar uitnodigt hem te bezoeken. Ze heeft hem slechts één keer ontmoet en aarzelt om op zijn uitnodiging in te gaan. Haar moeder overste zet haar onder druk om toch te accepteren.
Don Jaime is een kluizenaar die op een verwaarloosde boerderij woont met een paar bedienden: Ramona (Margarita Lozano), haar dochter Rita, en Moncho. Wanneer Don Jaime zijn nichtje ziet, wordt hij getroffen door haar sterke gelijkenis met zijn overleden vrouw.
Op haar laatste avond gaat Viridiana, dankbaar voor de jarenlange financiële steun van haar oom, met tegenzin in op diens vreemde verzoek om de bruidsjurk van zijn vrouw aan te trekken. Wanneer Ramona haar vertelt dat Don Jaime met haar wil trouwen, is ze verbijsterd, en haar oom lijkt het idee te laten vallen. Ramona verdooft in het geheim Viridiana’s drankje en Don Jaime draagt het bewusteloze meisje naar haar kamer met de bedoeling haar te verkrachten, maar op het laatste moment stopt hij. De volgende ochtend liegt hij echter en vertelt hij haar dat hij haar “ontmaagd” heeft, zodat zij niet naar haar klooster kan terugkeren. Wanneer zij aandringt op terugkeer, bekent hij dat hij gelogen heeft en laat haar in het ongewisse over wat er gebeurd is.
Bij de bushalte verhinderen de autoriteiten haar te vertrekken. Haar oom heeft zich opgehangen en laat zijn bezittingen na aan haar en zijn onwettige zoon Jorge (Francisco Rabal). Viridiana is diep verontrust en besluit niet terug te keren naar het klooster. In plaats daarvan verzamelt ze een aantal bedelaars en installeert ze hen in een bijgebouw. Ze wijdt zich aan het voeden van de bedelaars en het geven van morele opvoeding. Walgend vertrekt Moncho. Jorge neemt zijn intrek in het huis met zijn vriendin Lucia en begint het vervallen huis op te knappen. Lucia, die merkt dat hij net als zijn vader naar Viridiana verlangt, vertrekt. Jorge probeert dan de gewillige Ramona te versieren.
Wanneer Viridiana en Jorge voor een paar dagen weggaan om wat zaken te regelen, breken de paupers in het huis in. In het begin willen ze alleen maar rondkijken, maar met zo’n overvloed ontaarden ze in een dronken, oproerige bende en feesten ze op de tonen van Händels Messiah. De bedelaars poseren rond de tafel voor een foto waarop ze lijken op de figuren uit Da Vinci’s Laatste Avondmaal.
De rechtmatige eigenaars komen eerder terug dan verwacht en vinden het huis in puin. De onverlaten verontschuldigen zich een voor een en vertrekken. Jorge confronteert een van hen, die een mes trekt. Een andere bedelaar slaat met een fles op zijn hoofd, waardoor hij bewusteloos raakt. Viridiana komt de kamer binnen en haast zich om Jorge te helpen die op de grond ligt. De eerste man grijpt haar vast. Terwijl Viridiana zich verzet tegen het seksueel geweld, komt Jorge weer bij bewustzijn. Hij is vastgebonden, maar slaagt erin een bedelaar om te kopen om de verkrachter te doden. De politie arriveert eindelijk.
Viridiana is een veranderde vrouw en de jonge Rita verbrandt haar doornenkroon. Viridiana, die haar haar los draagt, klopt aan bij Jorge, maar vindt Ramona bij hem in zijn slaapkamer. Terwijl Ashley Beaumont “Shimmy Doll” zingt op de platenspeler, vertelt Jorge Viridiana dat ze alleen maar aan het kaarten waren en dringt er bij haar op aan zich bij hen te voegen: “Weet je, de eerste keer dat ik je zag, dacht ik, mijn neef en ik zullen uiteindelijk samen het kaartspel schudden.”
Gecensureerd eindeEdit
De Spaanse censuurcommissie verwierp het oorspronkelijke einde van de film, waarin te zien was hoe Viridiana de kamer van haar neef binnenging en langzaam de deur achter zich dichttrok. Bijgevolg werd een nieuw einde geschreven; dit bleek suggestiever te zijn dan het eerste, omdat het een ménage à trois impliceerde tussen Ramona, Jorge, en Viridiana.