なお、断念された続編の概要についてはゴーストバスターズ2#続編の構想を参照のこと。
あらすじ

コロンビア大学で教鞭をとっていた素粒子物理学者のエリン・ギルバートは終身雇用の審査を目前に控えていた。しかし、以前共著した『過去からの幽霊』という本を手にした男性がオルドリッチ屋敷の幽霊騒ぎについて相談に来たことがきっかけで、エリンは本の共同執筆者であるアビー・イェーツと再会。アビーの共同研究者で原子力エンジニアのジリアン・ホルツマンを加えた3人で幽霊騒動の屋敷を訪れ、幽霊に遭遇。その動画を公開したことで超常現象の研究をしていたことが大学に発覚し、終身雇用どころか失職してしまう。アビーを頼ったエリンだったが、アビー達も同様に職を失ってしまう。

3人は幽霊研究というだけできわもの扱いされる現実に直面するが、幽霊の実在を証明した初めての科学者となるべく幽霊を捕獲し、管理下に置いて研究するために「超常現象究明研究所」を設立する。受付担当のケヴィン・ベックマン、地下鉄職員のパティ・トーランを仲間に加え、ニューヨークの街中で暴れ出した幽霊退治に乗り出す。
登場人物
メインキャラクター
エリン・ギルバート
コロンビア大学で物理学者として勤務していたが、旧友のアビーと共著した『過去からの幽霊』の存在がばれてしまい、学者として相応しく無いと終身雇用契約を拒否されて失職する。出版を差し止める為にアビー達の下に行くが成り行きで幽霊屋敷の調査に付き合い、幽霊を見たことで彼女の心境は変化してゆく。チームの中では比較的常識人だが、初めて幽霊に遭遇した時に狂喜のあまりはしゃいだり、事務員の採用面接で盆暗なケヴィンをルックスが良いことを理由に雇用を推す等残念な所もある。よくスライム絡みの不運な目に合う。
アビー・イェーツ
ヒギンズ理科大学の心霊現象研究室にて、ジリアンと共に『過去からの幽霊』の理論を証明すべく日夜研究に励んでいる。高校時代は互いに幽霊の存在を信じるエリンと意気投合し、後に共著をするほど仲が良かった。その著作を幽霊研究の資金稼ぎの為にAmazon.comで勝手に販売していた事がエリンの失職の原因になった。研究室にエリンを迎えようと予算を学部長に掛け合うもクビになってしまい、幽霊の存在を証明するためにニューヨークでの幽霊退治に乗り出す。本物の幽霊を見ることも目的であり、最初に遭遇した幽霊を美しいと表現した。
ジリアン・ホルツマン
アビーの共同研究者で素粒子物理学者。ゴーストバスターズの装備開発を担当している。常にテンションが高く、突っ込みや他人をおちょくるのが得意。アビーに会うまで友人がいなかったらしい。また戦闘においては二丁のプロトンショットガンで迫り来る幽霊の群れをすべて退け、勝利宣言している。
パティ・トラン
ニューヨーク市地下鉄の職員。地下鉄の構内で幽霊を発見し、ゴーストバスターズの調査に同行した後に、幽霊退治に興味を持ち押し掛けでメンバーに加わる。他の3人とは違い科学知識は持っていないが、ニューヨークの地理と歴史に詳しい。転落しそうなホルツマンを捕まえながらローワンの霊に憑依されたアビーと立ち回るほどの腕力の持ち主。今作のゴーストバスターズのビークルであるエクトワンは彼女の叔父の霊柩車を無断で拝借して改造した物。
ケヴィン・ベックマン
ゴーストバスターズの事務員兼雑用。写真モデルになる位のマッチョな肉体とハンサムな容姿以外は何をやらせても残念な男で、変わり者揃いのゴーストバスターズのメンバーですら呆れるほどマイペースかつおとぼけな性格の人物。雇われた当初は電話の受け答えや来客の応対すらまともにできず、半ばエリン達の「目の保養」として雇われている。後半、自ら改造したバイク（オクトツー）に乗り、ほかのメンバーとお揃いのユニフォームで5人目のメンバーであることを誇示した途端、残念な事にローワンの霊に憑依され、利用されてしまう。
ローワン・ノース
メルカドホテルのボイラー技士。昔から幽霊が見える体質で、そのことが原因で幼少期より周囲から気味悪がれられて孤立していた。自分を認めない世間を恨んでおり、復讐の為にレイラインの交差点にあるホテル内に悪霊を集める為の装置を製造していた。ゴーストバスターズにそのことを突き止められ、装置の爆発に巻き込まれて死んだように思われたが、魂は悪霊となって他の悪霊たちを従えてニューヨークを混沌の渦に巻き込む。終盤でNo Ghostマークに似た姿の巨大なゴーストに変身した。
サブキャラクター
レベッカ・ゴーリン
ホルツマンの師匠。
ビル
パティの叔父。葬儀屋を経営。パティに商売道具の霊柩車を勝手に持っていかれた。
マーティン・ハイス博士
アンチオカルトの研究者。ゴーストバスターズの活躍をニュースで聞きつけ、事務所にやって来て悪霊の存在を見せるようにアビーたちに迫った。.mw-parser-output .ambox{border:1px solid #a2a9b1;border-left:10px solid #36c;background-color:#fbfbfb;box-sizing:border-box}.mw-parser-output .ambox+link+.ambox,.mw-parser-output .ambox+link+style+.ambox,.mw-parser-output .ambox+link+link+.ambox,.mw-parser-output .ambox+.mw-empty-elt+link+.ambox,.mw-parser-output .ambox+.mw-empty-elt+link+style+.ambox,.mw-parser-output .ambox+.mw-empty-elt+link+link+.ambox{margin-top:-1px}html body.mediawiki .mw-parser-output .ambox.mbox-small-left{margin:4px 1em 4px 0;overflow:hidden;width:238px;border-collapse:collapse;font-size:88%;line-height:1.25em}.mw-parser-output .ambox-speedy{border-left:10px solid #b32424;background-color:#fee7e6}.mw-parser-output .ambox-delete{border-left:10px solid #b32424}.mw-parser-output .ambox-content{border-left:10px solid #f28500}.mw-parser-output .ambox-style{border-left:10px solid #fc3}.mw-parser-output .ambox-move{border-left:10px solid #9932cc}.mw-parser-output .ambox-protection{border-left:10px solid #a2a9b1}.mw-parser-output .ambox .mbox-text{border:none;padding:0.25em 0.5em;width:100%;font-size:90%}.mw-parser-output .ambox .mbox-image{border:none;padding:2px 0 2px 0.5em;text-align:center}.mw-parser-output .ambox .mbox-imageright{border:none;padding:2px 0.5em 2px 0;text-align:center}.mw-parser-output .ambox .mbox-empty-cell{border:none;padding:0;width:1px}.mw-parser-output .ambox .mbox-image-div{width:52px}html.client-js body.skin-minerva .mw-parser-output .mbox-text-span{margin-left:23px!important}@media(min-width:720px){.mw-parser-output .ambox{margin:0 10%}}