Film ini mengisahkan kisah nyata dari seorang psikolog dari Universitas Standford bernama Dr. Zimbardo. Sang psikolog meneliti keadaan psikologi antara tahanan dan penjaganya. Penelitian ini didukung oleh department penelitian angkatan laut Amerika Serikat. Pada tahun 1971 Dr.Zimbardo membuat iklan di surat kabar yang mengatakan dirinya membutuhkan orang untuk sebuah penelitian, hanya ada dua peran dalam penelitian tersebut, menjadi tahanan atau seorang penjaga dengan bayarar sekitat 15 dolar AS per hari. Sebagian pemuda di tahun 1971 melakukan itu demi uangnya, sebagian dari mereka lebih memilih menjadi tahanan karena lebih sedikit bekerja.
Penelitian ini direncanakan berjalan 7 hingga 14 hari, tetapi di luar dugaan Dr. Zimbardo, para peserta penelitian ini masuk secara dalam di peran mereka masing-masing, mereka yang menjadi penjaga dengan tega melakukan kekerasan terhadap para tahanan, dan para tahanan pun sebagian ada yang secara pasif menerima siksaan ada juga yang melawan. Hal ini juga mempengaruhi Dr. Zimbardo sendiri, saat dia membiarkan kekerasan itu terjadi. Dalam Penelitian itu Zimbardo juga ikut tertekan hingga akhirnya penelitian itu hanya bertahan selama 5 hari.
Film ini menggambarkan permainan perasaan yang kuat yang tersembunyi di balik watak manusia menurut peranya masing-masing. Peran tahanan dan penjaga bisa menjadi simbol superioritas dan inferioritas yang ada di hidup manusia tak peduli bagaimanapun kondisi sekitarnya.
Twenty-four male students out of seventy-five were selected to take on randomly assigned roles of prisoners and guards in a mock prison situated in the basement of the Stanford psychology building.