Michelet a consacré cette oeuvre étrange et en partie insaisissable à l'histoire de la sorcellerie en Occident, et en particulier de la figure de la sorcière, puisque le phénomène fut massivement féminin. La période couverte va du haut Moyen-Âge au dix-huitième siècle, et Michelet distingue le temps de l'apogée de la sorcellerie, qu'il situe au quatorzième siècle, du temps de l'apogée de la répression, qui a quelque retard et dépend de l'idéologie religieuse plus que du phénomène.
Il s'attache à réhabiliter la figure de la sorcière, en mettant en valeur les causes socio-historiques de la sorcellerie, et en soulignant la valeur réelle du savoir, notamment médical, accumulé par les sorcières, au point de les présenter comme les premières exploratrices des sciences modernes. Dans la continuité de l'esprit des Lumières, il déplore au contraire l'obscurantisme de l'Église qui a assimilé la sorcellerie, adoratrice du diable, à une hérésie afin de sauver son propre pouvoir, voire de cacher ses propres dérives.
L'ouvrage est séparé en deux parties, qui se suivent de manière à peu près chronologique, mais qui sont fort différentes sur le plan de la méthode, et qui proposent des éclairages partiellement contradictoires. La première est une sorte de biographie imaginaire de "la" sorcière ; Michelet reconnaît lui-même qu'il fait du roman dans cette partie que les "notes et éclaircissements" de la fin du volume ont pour tâche essentielle de fonder a posteriori en documentation. Et faisant du roman, rentrant dans la mentalité de son héroïne anonyme et générale, il présente sans distance aucune l'existence de phénomènes surnaturels, et son style de conteur entre en sympathie complète avec le sujet, au point de présenter les messes noires comme des assemblées sympathiques et bien fréquentées, à peine plus subversives qu'une noce de village, à quelques cérémonies blasphématoires près.
La deuxième partie, qui reprend un certain nombre d'études de cas rédigées une première fois au fil de son "Histoire de France", fait montre d'une méthode historique plus classique : Michelet travaille sur documents, rapporte et commente des événements précis ; l'imagination ne sert plus qu'à faire vivre les personnages, à supposer leurs motivations. Le problème du satanisme est donc abordé par un angle tout différent ; Michelet fait alors, en bon sceptique, la part du mensonge et de l'affabulation dans tous les faits surnaturels rapportés ; et les méfaits reprochés aux sorcières, quand ils sont avérés, sont à nouveau considérés d'un oeil moral : l'indulgence devient celle d'un avocat, non d'un sympathisant. Ce qui ressort finalement de cette deuxième partie, c'est son caractère de pamphlet anticlérical : de plus en plus ce sont les hommes d'Église qui paraissent les moteurs pervers des affaires rapportées, cependant que, possédées plus que sorcières, les suspectes apparaissent comme leurs marionnettes. La partie se termine sur des chapitres originaux consacrés à un cas tardif découvert par Michelet à Toulon où il écrivait son livre : celui de Catherine Cadière en 1730, qui d'un côté montre comment les accusations dégénèrent en bouffonnerie reçue sourire aux lèvres par une époque voltairienne, de l'autre insinue qu'entre mystique et possession, sainteté et sorcellerie, il peut n'y avoir qu'un changement de regard.
Au bout du compte les développements de Michelet prouvent assez peu sa thèse qui voit dans la sorcière une proto-scientifique, puisqu'au bout du compte elle est généralement regardée soit comme la continuatrice d'un paganisme profondément vivace, soit comme la victime de théologiens pervers. Et il faut bien admettre que sa documentation apparaît aujourd'hui comme largement obsolète, ne serait-ce que parce que notre connaissance des mythes et du folklore s'est améliorée cependant qu'on revenait largement de l'idée que le Moyen Âge est dans son ensemble un temps de ténèbres et de terreur. Mais le livre reste profondément touchant par sa puissance d'évocation, et par les intuitions géniales de Michelet, qui est bien, lui, et en communion d'esprit avec son épouse qui le poussa à choisir des objets d'étude déroutants, le précurseur d'études historiques qui ne viendront que bien après : l'histoire des mentalités, de la vie quotidienne, de tout ce qui a fait le tissu de l'existence des époques passées. Il n'a pas forcément, surtout dans l'éloignement de l'université que lui imposait le Second Empire, les moyens complets de le faire, mais la nécessité de ces travaux guide son écriture. Et il faudrait beaucoup de mauvaise foi pour lui reprocher de ne pas avoir été abonné aux "Annales" et de ne pas avoir choisi Alain Corbin comme directeur de thèse. On peut aussi être impressionné par son féminisme résolu.