En 1954, l'officier Teddy Daniels et son coéquipier Chuck Aule sont envoyés enquêter sur l'île de Shutter Island, dans un hôpital psychiatrique où sont internés de dangereux criminels. L'une des patientes, Rachel Solando, a inexplicablement disparu...
L’énigmatique M. Roarke donne vie aux rêves de ses chanceux invités dans un complexe hôtelier luxurieux et isolé. Mais quand leurs fantasmes les plus fous se transforment en véritables cauchemars, les invités n’ont d’autre choix que de résoudre les mystères de cette île pour en sortir vivants.
Une expédition d'archéologues part enquêter sur la petite île de Snape Island où vient d'avoir lieu un étrange massacre...