La historia se desarrolla en un antiguo hotel situado junto a una zona arqueológica en México, donde varias mujeres turistas han aparecido muertas en extrañas circunstancias. Alarmada por los crímenes, Virginia (Ana Bertha Lepe) –una periodista intrépida– viaja al hotel para investigar por su cuenta. Poco después llegan al lugar el detective Fernando Lavalle (Fernando Casanova) y su asistente Conrado González (Roberto “Beto el Boticario” Ramírez Garza), enviados por las autoridades para resolver el caso. Fernando, quien es novio de Virginia, intenta mantenerla alejada del peligro, pero ella se registra en el hotel junto con su amiga Irene (Lucía Prado) decidida a conseguir una primicia.^[3]​

En el hotel conocen a un variado grupo de huéspedes y empleados que se vuelven sospechosos conforme avanzan las investigaciones. Entre ellos destacan Don Armando Correa (Luis Aragón), un empresario rico que viaja con sus tres hijas; el Profesor Correa (Alfredo Wally Barrón), un arqueólogo retirado que guía excursiones por las pirámides cercanas; un misterioso chantajista (Alejandro Parodi) de comportamiento inquietante; además del personal del hotel, incluyendo a un cocinero (interpretado por Fernando Osés) y la baterista de la banda musical del hotel (Lisa Rossel). La atmósfera es tensa: una noche, una joven recién casada huésped del hotel desaparece y posteriormente se halla lo que parece ser su cadáver flotando en el río próximo, solo para volver a esfumarse sin explicación. Estos hechos aumentan el pánico entre los turistas y complican el trabajo de Fernando y Conrado, quienes recopilan pistas, interrogan a los presentes y analizan evidencia forense en busca de la verdad. Virginia, por su parte, no se queda de brazos cruzados e incursiona en la investigación, a pesar de los intentos de Fernando por protegerla, lo que provoca roces y momentos de humor entre la pareja debido a la audaz insistencia de ella y la exasperación de él.^[4]​

Conforme desaparecen más personas en el hotel, las sospechas recaen alternativamente en distintos personajes. El comportamiento reservado del Profesor Correa (quien es investigador del Instituto Nacional de Antropología en la trama) y ciertos indicios relativos a unas excavaciones secretas bajo el hotel lo van señalando como principal sospechoso. También Don Armando y sus hijas, e incluso la turista Irene, son considerados en algún momento, manteniendo la intriga. La situación llega al límite cuando Virginia y el propio Fernando Lavalle son raptados en medio de la noche. Ante la gravedad de los hechos, El Santo (que ya había cooperado con Fernando y Conrado en una misión previa) es llamado para ayudar en la recta final de la investigación. El célebre enmascarado de plata arriba oportunamente al hotel dispuesto a enfrentarse al responsable de los crímenes y rescatar a los secuestrados.^[5]​

En el clímax de la película, se revela la verdad detrás del misterio: El criminal resulta ser el Profesor Correa, quien efectivamente estaba obsesionado con encontrar un tesoro legendario oculto en unos túneles bajo la zona arqueológica. Correa había fingido los asesinatos de las mujeres, secuestrándolas una a una para que nadie perturbara su búsqueda del tesoro, y colocaba en la escena figuras de cera maquilladas como cadáveres para simular las muertes y despistar a las autoridades. En una confrontación final en los túneles subterráneos, Santo combate al profesor delincuente y a sus secuaces, logrando vencerlos. Las víctimas secuestradas –incluyendo Virginia, Irene y las demás mujeres que se creían muertas– son encontradas con vida y liberadas. Finalmente, Fernando captura al Profesor Correa, desarticulando su plan criminal, mientras Santo asegura que todos estén a salvo. El caso queda resuelto y el héroe enmascarado se despide discretamente, dejando restaurada la paz en el hotel tras la aterradora cadena de eventos.^[6]​

Cabe señalar que la película se presenta de forma episódica: está dividida en dos capítulos titulados “El túnel secreto” y “El tesoro de la muerte”, tal como se indica en pantalla.

• El Santo (Rodolfo Guzmán Huerta) como El Santo, el Enmascarado de Plata, héroe enmascarado y luchador justiciero.
• Fernando Casanova como Fernando Lavalle, detective de la policía.
• Ana Bertha Lepe como Virginia, reportera audaz y novia de Fernando.
• Roberto Ramírez Garza “Beto el Boticario” como Conrado González, ayudante cómico de Fernando.
• Alfredo Wally Barrón como Profesor Correa (Prof. Corbera), arqueólogo retirado y antagonista principal.
• Luis Aragón como Don Armando Correa, acaudalado huésped del hotel, padre de familia.
• Alejandro Parodi como el chantajista (extorsionador misterioso entre los huéspedes).
• Lucía Prado como Irene, amiga de Virginia y turista hospedada en el hotel.^[7]​

Otros roles secundarios incluyen a Enrique Couto como el jefe de policía local; Yolanda Ciani, Elvira Castillo y Magda Urvizu como las hijas de Don Armando; Fernando Osés como el cocinero del hotel; Lisa Rossel como la baterista de la banda musical; Fredy Guzmán como el líder del conjunto musical; y Armando Gutiérrez como Don Eusebio, el dueño del hotel. Asimismo, el luchador Alejandro Cruz “Black Shadow” aparece en un cameo como compañero de Santo en el ring. Muchos de estos intérpretes no fueron acreditados en pantalla, pero su participación ha sido documentada en las fuentes especializadas.^[8]​

Santo en el hotel de la muerte combina varios elementos característicos del cine de luchadores de los años 60 en México, al tiempo que presenta particularidades que la distinguen dentro de la filmografía de El Santo. Temáticamente, la película se enmarca en el suspenso policíaco con tintes de terror. Hay un misterio de asesinatos en serie, una investigación detectivesca y un villano motivado por la codicia (la búsqueda de un tesoro oculto). Este planteamiento la aproxima más al género de aventura y crimen que a las tramas sobrenaturales de otras cintas de Santo de la época. De hecho, a pesar de su atmósfera tenebrosa, Santo en el hotel de la muerte no presenta monstruos ni elementos paranormales –a diferencia de títulos contemporáneos como Santo contra los zombies o Santo contra las mujeres vampiro–, lo cual refuerza el tono de thriller detectivesco. El enfrentamiento final es contra un villano humano (el profesor-arqueólogo), lo cual ancla la historia en un peligro más realista, aunque usando recursos pulp propios del cine de aventuras (pasadizos secretos bajo una pirámide, identidades ocultas y artilugios como las figuras de cera para fingir muertes). Esta mezcla de film policiaco con detalles macabros recuerda a los viejos seriales y al cine de misterio de décadas previas, adaptándolos al gusto popular mexicano con la inclusión del luchador enmascarado como héroe.^[9]​

En cuanto a estilo, la dirección de Federico Curiel sigue una narrativa clásica y lineal, apoyándose en escenarios típicos del cine de bajo presupuesto de la época. La película fue filmada en blanco y negro y aprovecha locaciones modestas (el hotel y sus alrededores rurales) complementadas con algunos sets de estudio (los túneles subterráneos). Un rasgo peculiar es la estructura en dos episodios mencionada, con rótulos que dividen el metraje; esto, junto con la aparición tardía del héroe, sugiere la influencia de los seriales cinematográficos en los que el público seguía entregas episódicas. En esta cinta El Santo no irrumpe en la acción sino hasta aproximadamente la mitad del metraje, dejando que buena parte de la historia sea conducida por los personajes de Fernando y Conrado. Esta decisión narrativa se ha interpretado como parte de la fórmula temprana de las películas de Santo: En sus primeras incursiones fílmicas, el enmascarado a menudo actuaba como aliado salvador que llega en el clímax para resolver la situación, mientras que protagonistas convencionales (detectives, científicos, etc.) llevaban el peso inicial de la trama. Este énfasis en el enigma distingue a la película de otras del mismo director, ya que las historias de Santo vs. el Rey del Crimen (1962) o Santo contra el cerebro diabólico (1963) resultaban más previsibles en comparación. Aquí, la incertidumbre sobre la identidad y motivos del asesino agrega una capa de suspenseo poco común en el canon del Santo. ^[10]​

La realización de Santo en el hotel de la muerte se inscribe en un momento clave de la cinematografía popular mexicana. A inicios de los años 1960, tras el declive de la Época de Oro, la industria cinematográfica de México buscaba nuevos nichos de mercado para mantener al público en las salas. En este contexto surgieron las películas de luchadores como una fórmula de éxito: Filmes de bajo a mediano presupuesto, con argumentos fantásticos o policiales, protagonizados por estrellas de la lucha libre que ya gozaban de fama masiva. El Santo, en particular, se había consolidado como un héroe nacional gracias a su presencia en historietas y en los cuadriláteros, por lo que su salto al cine resultó natural y atrajo a multitudes. Su debut fílmico formal ocurrió en 1961 con Santo contra el cerebro del mal (filmada en Cuba), seguido por varios títulos en 1962 que lo catapultaron en la pantalla grande.^[11]​

Santo en el hotel de la muerte forma parte de una trilogía de películas que Películas Rodríguez produjo con Santo como estrella en 1961. Dicho trío de filmes, dirigidos por Federico Curiel uno tras otro en rápida sucesión, incluyó también Santo contra el Rey del Crimen (estrenada en 1962) y Santo contra el cerebro diabólico (estrenada meses después en 1963). De hecho, registros históricos indican que las tres fueron rodadas simultáneamente entre octubre y noviembre de 1961, reutilizando al mismo elenco principal (Santo, Lepe, Casanova y Beto el Boticario) y varias locaciones en común.^[12]​

• Santo en el hotel de la muerte en Internet Movie Database (en inglés).
• Santo en el hotel de la muerte en FilmAffinity.