En el verano de 1954, el US Marshal Teddy Daniels y su compañero Chuck Aule son enviados a Shutter Island, hogar del Ashecliffe Hospital para criminales dementes, para investigar la desaparición de la paciente Rachel Solando, quien escapó de una celda cerrada. Con una tormenta acercándose a la isla, la investigación se complica y las preguntas aumentan. ¿Cómo escapó una mujer descalza de una habitación cerrada? ¿Quién les está dejando pistas en forma de códigos crípticos? ¿Y qué sucede realmente en Ward C? Cuanto más se acerca Teddy a la verdad, más esquiva se vuelve, y más empieza a creer que nunca podrá salir de Shutter Island, porque alguien está tratando de volverlo loco.