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La historia se centra en Travis (Adrien Brody), quien después de perder su empleo de medio turno conoce a Bay (Maggie Grace) en una marcha. Después de un tiempo inician una relación y Bay decide quequiere ir a la India e invita a Travis a su aventura. Esto lo obliga a conseguir dinero de cualquier manera, es entonces cuando decide inscribirse en un experimento donde se escogen 20 hombres paraparticipar en un estudio psicológico conductual durante 14 días que será ambientado al estilo carcelario, cuyo premio por participar son 14,000 dólares. Allí Travis conoce a Barris (Forest Whitaker),quien parece ser una persona calmada e introvertida. Después de la entrevista inicial se reparten los papeles en 8 guardias y 12 prisioneros, dejando a Barris del lado de los guardias y a Travis dellado de los prisioneros. Una de las principales reglas del experimento es "no tener violencia física"; si alguien recibe algún daño físico, corre peligro o alguien abandona el estudio el experimento seda por terminado y nadie obtendrá su paga.

Los primeros días parecen de rutina y todavía no sienten sus "papeles de prisionero/guardia" al cien por ciento, pero después de ciertos incidentes lascosas empiezan a cambiar, y Barris empieza a tomar su papel muy en serio y debido a que no pueden usar violencia física recae en la tortura psicológica, en especial con Travis. Después de varios días sedan cuenta de que las cosas se están saliendo de control. Después de un incidente donde muere un prisionero todos piensan que el experimento terminará en ese instante, pero se dan cuenta que la luzroja (que indicaría que se daba por terminado el estudio) nunca se encendió y eso desata mas violencia entre los hombres. Después de una pelea campal se da por terminado el experimento dejando volver alos hombres a su rutina. Travis cumple su promesa de alcanzar a su novia en la india y Barris regresa a casa con un cheque de 14,000 dólares y pensativo sobre su comportamiento que siempre estuvo...