位于热带海域的一座无名小岛，蔚蓝大海与金色沙滩接壤之初，飞机破碎的残骸伴随着遇难乘客的恸哭哀号，揭开了一个神秘故事的序幕。2004年，815航班在前往目的地的途中突遭变故，坠毁在这座小岛，机上仅有杰克·谢帕德（马修·福克斯 Matthew Fox 饰）、凯特·奥斯汀（伊万杰琳·莉莉 Nicole Evangeline Lilly 饰）等48人侥幸逃生。最初的惊恐过后，不同年龄、职业、国别、民族、背景的一群人，在这个与世隔绝的逼仄且食物紧缺的空间内不可避免发生冲突与碰撞，与此同时，小岛上似乎还隐藏着某种未知且极具威胁的生物，而他们的一举一动又仿佛被一双双充满智慧但又神秘莫测的眼睛所监视。不可预测的未来，接二连三的谜团，以及仿佛永远无法到来的救援队，让幸存者们不知所措……

本片根据美国小说家丹尼斯·勒翰（Dennis Lehane）的同名小说改编。 1954年，联邦警官泰迪（莱昂纳多·迪卡普里奥 Leonardo DiCaprio 饰）和搭档查克（马克·鲁弗洛 Mark Ruffalo 饰）乘船来到波士顿附近的禁闭岛精神病犯监狱调查一桩离奇失踪案。手刃亲生骨肉的女犯蕾切尔（艾米莉·莫迪默 Emily Mortimer 饰）从戒备森严的牢室神秘逃脱，藏匿于孤岛深处。泰迪怀疑监狱的主治精神病医师约翰·考利（本·金斯利 Ben Kingsley 饰）有意隐瞒内情，并向查克透露他上岛的真实目的其实是寻找当年纵火烧死他妻子德洛丽丝（米歇尔·威廉姆斯 Michelle Williams 饰）的管理员，并揭露美国政府利用精神病犯人进行人体科学实验的罪行。但随着调查的逐渐深入，真相却变得越来越扑朔迷离……

《千禧年》杂志的财经记者米克尔·布隆克维斯特（丹尼尔·克雷格 Daniel Craig 饰）正被一桩报导引起的诽谤诉讼案搞得焦头烂额之际，却意外接到了瑞典顶尖家族企业范耶尔工业集团的创始人亨利·范耶尔（克里斯托弗·普卢默 Christopher Plummer 饰）的邀请。表面上米克尔要为对方写传记，实则是帮迪奇调查一桩40年前发生在家族里的悬而未决的杀人案。米克尔认真梳理堆积如山的资料，与家族成员交流攀谈。却在关键时刻，被一个边缘女孩莉丝贝丝·沙兰德（鲁妮·玛拉 Rooney Mara 饰）入侵电脑盗取了资料。他找到同要具有非凡调查能力的莉丝，邀请她一同调查，却发现面前是一个深不见底的欲望黑洞……
本片根据瑞典小说家斯蒂格·拉尔松（Stieg Larsson）的原著改编。