Nous sommes dans les années cinquante. Au large de Boston, sur un îlot nommé Shutter Island, se dresse un groupe de bâtiments d'allure austère. On dirait une forteresse. C'est un hôpital psychiatrique. Mais les pensionnaires d'Ashecliffe Hospital ne sont pas des patients ordinaires. Ils souffrent de graves troubles mentaux et ont tous commis des meurtres particulièrement horribles. D'où la présence de gardes armés sur l'île. Lorsque le ferry assurant la liaison entre Shutter Island et 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 du directeur de la prison-hôpital et du médecin chef, le docteur Cawley, car l'une des patientes, Rachel Solando, manque à l'appel. Il s'agit d'une dangereuse schizophrène qui a tué ses trois enfants dans un moment de crise et demeure convaincue qu'ils sont vivants. Son évasion est inexplicable, elle semble s'être volatilisée. Comment a-t-elle pu sortir d'une cellule fermée à clé de l'extérieur et franchir les barrages de sécurité ? Pour aller où ?

Que feriez-vous si d'un coup vous vous aperceviez que vous ne vivez plus qu'un jour sur deux ? C'est ce qui arrive à Lubin, un jeune homme d'une vingtaine d'années qui, sans qu'il n'en ait le moindre souvenir, se réveille chaque matin alors qu'un jour entier vient de s'écouler. Il découvre alors que pendant ces absences, une autre personnalité prend possession de son corps. Un autre lui-même avec un caractère bien différent du sien, menant une vie qui n'a rien à voir. Pour organiser cette cohabitation corporelle et temporelle, Lubin se met en tête de communiquer avec son « autre », par caméra interposée... mais la cohabitation ne s'avère pas si facile.