Henri Carrière (Charlie Hunnam), conhecido como Papillon, é acusado injustamente de um assassinato e condenado à prisão perpétua na Ilha do Diabo, Guiana Francesa. Durante o exílio, ele conhece Louis Dega (Rami Malek), um homem bastante excêntrico, com quem forma uma aliança para tentar escapar da prisão e provar sua inocência. No entanto, todos que tentaram fugir foram levados para a solitária ou condenados à morte, o que torna a missão ainda mais arriscada.