Romanul îl urmărește pe mareșalul federal Teddy Daniels, care ajunge pe insula izolată Shutter Island, unde se află spitalul de psihiatrie pentru criminali Ashecliffe Hospital. Împreună cu partenerul său, Chuck Aule, investighează dispariția misterioasă a unei paciente, Rachel Solando, internată pentru că și-a ucis copiii.
Pe măsură ce ancheta avansează, Teddy descoperă inconsecvențe în declarațiile personalului și ale pacienților. Atmosfera devine tot mai tensionată, iar o furtună violentă izolează insula, amplificând sentimentul de claustrare și paranoia. Teddy începe să suspecteze că spitalul ascunde experimente ilegale, posibil legate de controlul minții, iar investigația capătă o dimensiune personală: el este obsedat de figura lui Andrew Laeddis, un piroman responsabil de moartea soției sale.
Halucinațiile și visele lui Teddy devin tot mai intense, în care apare frecvent soția sa, Dolores Chanal, avertizându-l că adevărul este ascuns chiar în jurul lui. Pe parcurs, apar indicii că întreaga anchetă ar putea fi o manipulare, iar Teddy începe să se îndoiască de propria percepție asupra realității.
În final, se dezvăluie că Teddy Daniels nu este cine pretinde a fi, ci chiar Andrew Laeddis, pacient al spitalului. „Chuck” este de fapt medicul său, care participă la un experiment elaborat menit să-l facă să-și confrunte trauma: Andrew și-a ucis soția, care își înecase copiii într-un episod psihotic. Întreaga investigație a fost o reconstituire terapeutică.
Deși pentru scurt timp pare să accepte adevărul, Andrew recade în iluzie. Finalul rămâne ambiguu: el pare să aleagă conștient lobotomia, sugerând că preferă să trăiască fără vină decât cu povara realității.
