En 1954 el agente Teddy Daniels (Leonardo DiCaprio) y su compañero Check Aule (Mark Ruffalo) son enviados a la isla de Shutter Island a investigar en un hospital psiquiátrico donde están internados peligrosos criminales. Una de las pacientes, Rachel Solando (Emily Mortimer / Patricia Clarkson), ha desaparecido misteriosamente. ¿Cómo pudo salir ...