Au siècle dernier en Angleterre, à la suite du décès de leur père, les sœurs Dashwood et leur mère sont contraintes de réduire drastiquement leur train de vie et de quitter leur propriété pour s'exiler à la campagne. L'aînée, Elinor, renonce à un amour qui semble pourtant partagé, tandis que sa cadette, Marianne, s'amourache du séduisant Willoughby. Si la première cache ses peines de cœur, la seconde vit bruyamment son bonheur. Jusqu'au jour où Willoughby disparaît....

En 1954, le marshal 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. Comment la meurtrière a-t-elle pu sortir d'une cellule fermée de l'extérieur ? Le seul indice retrouvé dans la pièce est une feuille de papier sur laquelle on peut lire une suite de chiffres et de lettres sans signification apparente....