Nous sommes dans les années cinquante. Au large de Boston sur un îlot nommé Shutter Island, se dresse un groupe de bâtiments à l'allure de forteresse. C'est un hôpital psychiatrique. Mais les pensionnaires d'Ashecliffe Hospital ne sont pas des patients ordinaires. Tous souffrent de graves troubles mentaux et ont commis des meurtres particulièrement horribles. Lorsque le ferry assurant la liaison avec le continent aborde ce jour-là, deux hommes en descendent : le marshal Teddy Daniels et son coéquipier Chuck Aule Ils sont venus à la demande des autorités de la prison-hôpital car l'une des patientes, Rachel Solando, manque à l'appel. II s'agit d'une dangereuse schizophrène qui a tué ses trois enfants dans un moment de crise et demeure convaincue qu'ils sont vivants. Comment a-t-elle pu sortir d'une cellule fermée à clé de l'extérieur ? Le seul indice dont disposent Teddy et Chuck est une feuille de papier retrouvée dans la pièce. On peut y lire une succession de chiffres et de lettres sans signification apparente. Est-ce l'œuvre incohérente d'une malade mentale ou ce cryptogramme recèle-t-il un message ? Ce n'est que l'une des nombreuses questions apparemment insolubles auxquelles vont se trouver confrontés les deux policiers. Quel rôle jouent le docteur Cawley et son inquiétant collègue le docteur Naehring ? A quoi sert exactement le phare qui monte la garde au bout de l'île ? Sur Shutter Island les apparences sont trompeuses et Teddy se persuade vite qu'on ne lui dit pas toute la vérité.