1954. Teddy Daniels et Chuck Aule enquêtent sur la disparition d'une patiente échappée d'un hôpital psychiatrique à sécurité maximale. L'hôpital en question est basé sur Shutter Island, une île située à environ une heure au large de Boston.
Adèle une jeune trentenaire se fait quitter par Mathieu, l'amour de sa vie. Anéantie, suffoquée, Adèle ne veut plus qu'une chose : mourir. Rachel, une cousine éloignée, la prend en charge...