I misteri di Udolpho fu pubblicato per la prima volta nel 1794 dalla casa editrice G.G. & J. Robinson di Londra in quattro volumi ed è spesso considerato come il prototipo del romanzo gotico.
Ambientato nel 1584, il romanzo narra le vicende di Emily St. Aubert, una giovane ragazza francese, figlia unica di una famiglia di possidenti terrieri le cui fortune sono in declino. Emily e il padre sono particolarmente vicini a causa del loro comune interesse per la natura. Dopo la morte della madre, Emily e il padre diventano ancora più vicini. Lei lo accompagna in un viaggio in Guascogna, attraverso i Pirenei fino alla costa mediterranea di Rousillon. Durante il viaggio, essi incontrano Valancourt, un bell'uomo anch'esso attratto, in modo quasi mistico, dal mondo naturale. Emily e Valancourt si innamorano velocemente.
Il padre di Emily, dopo una lunga malattia, muore. Emily, ormai orfana, per volontà del padre è costretta a vivere con la zia, Madame Cheron, che non condivide nessuno degli interessi di Emily, e le mostra scarso affetto. Madame Cheron sposa Montoni, un mascalzone che si spaccia per un nobile italiano, che le porta a Udolpho, separando Emily dal suo innamorato Valancourt. Montoni minaccia Madame con violenza per spingerla a passargli le sue proprietà di Tolosa, che altrimenti alla sua morte andrebbero a Emily. Una serie di eventi spaventosi avvengono nel castello, e alla fine Emily acquista il controllo delle sue proprietà e si riunisce a Valancourt.

La grande importanza del romanzo sta nella capacità dell'autrice di mantenere coerente la trama e di fornire una spiegazione razionale per ogni straordinario avvenimento che accade nel castello.
Il romanzo ha influenzato anche altri importanti scrittori quali Jane Austen ne L'abbazia di Northanger, in cui una ragazza impressionabile, dopo aver letto il romanzo della Radcliffe, comincia a vedere i suoi amici come delinquenti e vittime, con effetti comici, Henry James in il giro di vite (capitolo IV), Herman Melville in Billy Budd, e Fëdor Michajlovič Dostoevskij in I fratelli Karamàzov.