Det er sommeren 1954. Teddy Daniels kommer til Shutter Island, en øy for kriminelle sinnssyke, sammen med partneren sin for å etterforske en forsvinning. En av pasientene som er dømt for å ha myrdet de tre barna sine, Rachel Solando, har rømt fra et låst rom. Daniels finner en rekke spor blant annet i form av lapper med noe som må være kodeskrift. Utenfor blåser det opp til storm, og inne på institusjonen går rykter om eksperimentelle behandlingsmetoder av groveste sort. Jo nærmere Teddy kommer sannheten, jo mer gåtefull og uhåndgripelig fortoner den seg. Snart begynner han å frykte at han aldri kommer til å forlate øya igjen. Er det virkelig grunn til å tro ryktene om at de innlagte utsettes for topphemmelige eksperimenter, og vet Teddy for mye allerede?