EILEEN membuka kisah kelam berlatar Massachusetts tahun 1964, dengan Thomasin McKenzie sebagai Eileen Dunlop, Anne Hathaway sebagai Rebecca Saint John, Shea Whigham sebagai Jim Dunlop, Sam Nivola sebagai Lee Polk, dan Marin Ireland sebagai Anne Polk. Film ini mengikuti hidup Eileen, seorang sekretaris di lembaga pemasyarakatan remaja laki-laki yang menjalani hari-hari penuh keterasingan, baik di tempat kerja maupun di rumah. Sejak awal, EILEEN langsung menempatkan kita ke dalam sudut pandang tokoh utamanya yang murung, tertekan, dan terus bergulat dengan pikiran-pikiran gelap tentang hidupnya sendiri.

Di kantor, Eileen dipandang sebelah mata oleh rekan-rekannya. Ia lebih sering tenggelam dalam fantasi pribadi, termasuk ketertarikannya pada seorang sipir bernama Randy, ketimbang benar-benar terhubung dengan lingkungan sekitarnya. Pulang ke rumah, situasinya tak kalah suram. Ia tinggal bersama ayahnya, Jim, mantan kepala polisi yang kini menjadi duda pemabuk, paranoid, dan kerap bersikap kasar secara emosional. Relasi ayah dan anak ini dipenuhi ketegangan, rasa takut, serta pikiran bunuh diri yang terus menghantui Eileen.

Perubahan mulai terasa saat Rebecca Saint John, seorang psikolog baru, bergabung dengan staf penjara. Berbeda dari orang-orang lain di sekitar Eileen, Rebecca tampil cerdas, percaya diri, dan glamor. KLovers bisa merasakan bagaimana Eileen langsung terpikat, bukan hanya oleh penampilan Rebecca, tetapi juga oleh percakapan intelektual yang membuatnya merasa dihargai. Rebecca sendiri sedang menangani kasus Lee Polk, seorang remaja yang dipenjara karena membunuh ayahnya.

Hubungan profesional itu membawa Rebecca untuk bertemu Anne, ibu Lee. Namun, pertemuan tersebut berakhir buruk ketika Lee menolak berbicara dan Anne pergi dalam keadaan terguncang. Di luar dugaan, Rebecca justru mengajak Eileen minum di sebuah bar. Malam itu diwarnai alkohol, tarian, dan momen intim saat Rebecca mencium Eileen, sebuah pengalaman yang semakin memperdalam keterikatan emosional di antara mereka.

Masalah demi masalah terus menumpuk. Eileen terkunci di luar rumah setelah ayahnya bertingkah semakin tidak terkendali, bahkan polisi setempat mulai menaruh perhatian pada perilaku Jim. Di tengah kondisi rapuh itu, Eileen mendapati Rebecca pergi berlibur Natal, membuatnya semakin merasa ditinggalkan. Hingga pada malam Natal, sebuah panggilan telepon dari Rebecca mengubah segalanya.

Rebecca mengundang Eileen datang untuk minum, namun ternyata mereka berada di rumah keluarga Polk. Dalam kondisi panik, Rebecca mengungkap tindakannya yang ekstrem terhadap Anne. Ia mencurigai Lee sebagai korban kekerasan seksual sang ayah dan berniat memaksa Anne mengakui kebenaran tersebut, dengan Eileen sebagai saksi. Terjebak dalam situasi berbahaya dan moral yang abu-abu, Eileen harus memilih antara terus mengikuti Rebecca atau menghadapi realitas pahit yang selama ini ia hindari.