Dans le cadre d'un projet de recherche en psychologie, vingt recrus sont plongées dans un environnement reproduisant un milieu carcéral. Certains jouent les prisonniers et doivent obéir aux règles, les autres font les gardes et doivent faire respecter l'ordre. Intrigué par l'idée, Tarek (Moritz Bleibtreu), un ancien journaliste, infiltre le groupe dans l'espoir de tirer de l'expérience un article intéressant pour son éditeur. Au départ les prisonniers jouent leur rôle avec un brin d'humour alors que les " gardiens " sont légèrement mal à l'aise avec leurs fonctions. Mais des conflits mineurs et d'anodines disputes vont rapidement pousser les cobayes à prendre la chose plus au sérieux alors que les gardes explorent les moyens à prendre pour garder les prisonniers à leur place.