En 1954, un hombre llamado Teddy Daniels llega a un hospital psiquiátrico en las islas del puerto de Boston en 1954, acompañado por un socio llamado Chuck. Teddy cree que los han enviado al hospital, llamado Ashecliffe, para investigar la desaparición de un paciente. El jefe de seguridad, el ayudante McPherson, hace que los hombres entreguen sus armas de fuego y los lleva a la oficina del médico principal de la instalación, el Dr. Cawley. Cawley les dice a los hombres que un paciente delirante llamado Rachel Solando ha desaparecido. Teddy encuentra dos notas misteriosas en la celda de Rachel que dicen «La ley del 4» y «¿Quién tiene 67 años?» Teddy comienza a sospechar cuando se entera de que el médico de Rachel, el Dr. Sheehan, ha sido despedido, y también cuando conoce al socio de Cawley, un alemán llamado Dr. Naehring.
Teddy tiene un sueño en el que su difunta esposa Dolores le dice que Rachel «todavía está aquí». Creyendo que Rachel tuvo ayuda para escapar, Teddy entrevista a los otros pacientes en sus sesiones de terapia grupal, pero no aprende nada. Abandonado en un refugio durante una tormenta, Teddy le dice a Chuck que el pirómano que mató a su esposa, Andrew Laeddis, debería estar en Ashecliffe, pero aparentemente está desaparecido. Teddy también revela que entrevistó a un ex paciente de Ashecliffe llamado George Noyce, quien le dijo que Ashecliffe está realizando experimentos ilícitos sobre subversivos políticos. A Chuck le preocupa que los hombres hayan sido atraídos a la isla y que Cawley y otros empleados de Ashecliffe estén tendiendo una trampa.
Teddy se entera de que Ashecliffe tiene 66 pacientes, y cree que Andrew Laeddis es el 67. Cuando Rachel Solando aparece viva, Teddy la entrevista, pero no logra entender una historia aparentemente delirante que le cuenta sobre «nadar en el lago». Teddy sufre una migraña y sueña con Rachel, tres niños muertos, un hombre con cicatrices que cree que es Andrew Laeddis y Dolores, quien le dice que busque a Laeddis. Teddy se despierta y va en busca de Laeddis con Chuck en la Sala C, donde Ashecliffe alberga a los pacientes más peligrosos. Teddy ataca a un paciente y sigue una voz hasta que encuentra a George Noyce con muchas cicatrices, quien le dice a Teddy que su investigación es falsa y que deje atrás a Dolores. Noyce también le dice a Teddy que Laeddis se mantiene en el faro, que es donde se realizan las lobotomías.
Perturbado por las palabras de Noyce, Teddy sospecha de Chuck y se dirige solo hacia el faro, pero no puede alcanzarlo debido a la marea alta. En una cueva cercana, Teddy encuentra a una mujer mayor que cree que es la verdadero Rachel Solando. La mujer le dice a Teddy que Ashecliffe probablemente ha estado envenenando su comida con drogas psicotrópicas, provocando sus migrañas y sueños, y ha estado realizando experimentos de lavado de cerebro en pacientes al igual que los nazis hicieron con prisioneros en campos de concentración. Teddy vuelve a subir a una carretera principal a la mañana siguiente y un alcaide lo lleva de regreso a Ashecliffe, donde Cawley lo reprime por no confiar en su «método». Cawley también le dice que Chuck no existe.
Más tarde, un Teddy en pánico intenta llegar al ferry, pero es interceptado por Naehring. Teddy ataca y seda a Naehring cuando Naehring le sugiere que es un «monstruo» que sufre una «herida». Teddy secuestra uno de los autos de la instalación, pero decide ir al faro para salvar a Chuck, en contra de los deseos del fantasma de Dolores, a quien simbólicamente deja atrás. En el faro, Teddy encuentra a Cawley esperándolo. Cawley explica que Teddy es Andrew Laeddis, el paciente número 67 de Asheliffe, ingresado dos años antes después de que su esposa suicida Dolores mató a sus tres hijos Henry, Simon y Rachel. Cawley revela que «ANDREW LAEDDIS» y «TEDDY DANIELS» son anagramas, al igual que «RACHEL SOLANDO» y «DOLORES CHANAL».
Teddy se horroriza al saber que los últimos dos días han sido un «juego de roles radical y de vanguardia», en el que todos los que lo rodean han actuado por él, incluido su psiquiatra, el Dr. Sheehan, que se ha hecho pasar por su compañero Chuck. . Cawley y Sheehan expresan su esperanza de poder rehabilitar a Teddy y evitar tener que realizar una lobotomía, que la junta médica recomendó después de que Teddy atacara a George Noyce por llamarlo «Laeddis». Cawley revela que Teddy vive en una ilusión en la que es un mariscal de los EE. UU. Que investiga una desaparición, para evitar contar con eventos traumáticos de su propio pasado.
Al escuchar estas revelaciones, Teddy de repente recuerda su vida anterior como Andrew Laeddis, donde un día llegó a casa del trabajo y mató a su esposa Dolores después de enterarse de que ella había ahogado a sus tres hijos en un lago. A la mañana siguiente, Teddy reconoce sus recuerdos traumáticos, pero Cawley advierte que «se abrió paso» antes y posteriormente retrocedió. Poco después, en una conversación con Chuck, las sospechas de Cawley se confirman, ya que Teddy vuelve a su personalidad de mariscal de Estados Unidos. Teddy le pregunta a Chuck si es mejor vivir como un monstruo o morir como un buen hombre, y camina en dirección al faro con Cawley y otros.