失業したばかりのトラヴィス（エイドリアン・ブロディ）は、参加した反戦デモで出会ったベイ（マギー・グレイス）に恋をする。トラヴィスに惹かれたベイはインド旅行に誘うが、トラヴィスは旅費に困る。そんな折トラヴィスは、14日間の実験に参加して日給1000ドルという高報酬の求人広告を見つける。説明会では、『安全だが、人権を侵害する可能性がある』という。トラヴィスは選考を受け、24人の男ばかりの被験者の1人に選ばれる。他の合格者は、人当たりの良いバリス（フォレスト・ウィテカー）、気弱で冴えないグラフィック・ノベルライターのベンジー（イーサン・コーン）、女好きのチェイス（キャム・ギガンデット）、元受刑者という過去を隠しているニックス（クリフトン・コリンズ・Jr）など。24人の被験者は看守役と囚人役に分けられ、刑務所跡で終日それぞれの役割で振る舞う。監視カメラが彼らの行動を観察し、暴力行為があれば赤ランプが点灯する。ランプが点灯すると実験は中止され、報酬は支払われないという。トラヴィスは囚人役、バリスは看守役に選ばれる。実験初日、囚人たちのバスケットボールが看守に当たったことから、両グループに緊張が走る。2日目、規則にのっとり食事を残さないよう強要されたトラヴィスが、囚人たちを扇動して騒ぎを起こす。それが看守側の逆鱗に触れ、バリスのリーダーシップのもと、体罰が暴力すれすれのレベルに引き上げられる。バリスは人が変わったように、トラヴィスの頭を剃るなど屈辱的な罰を考え、行っていく。トラヴィスは看守側の攻撃に屈せず、理性を保とうとこらえる。対立はエスカレートしていくが、赤ランプは点灯しない。やがて、誰も予想しなかった悲惨な事件が起こる。