Lockhart, un jeune cadre ambitieux de Wall Street, est envoyé dans une luxueuse clinique des Alpes suisses afin de convaincre son PDG d'en repartir. Sur place, il découvre un établissement étrange où de riches patients suivent des traitements aussi mystérieux qu'inquiétants sous la direction du charismatique Dr Volmer. Victime d'un accident qui le contraint à rester sur place, Lockhart se retrouve prisonnier du sanatorium et va devoir percer ses secrets macabres avant d'y perdre totalement la raison.
Gore Verbinski signe une œuvre baroque, visuellement somptueuse, portée par une atmosphère poisseuse et fascinante. À contre-courant des productions hollywoodiennes formatées, le film assume pleinement son rythme contemplatif (2 h 26) pour installer un malaise diffus, mêlant imagerie aquatique dérangeante (body horror autour des anguilles), satire du culte de la performance et conte gothique cruel. Sublimé par la photographie de Bojan Bazelli, la partition envoûtante de Benjamin Wallfisch et les présences vénéneuses de Mia Goth et Jason Isaacs, le métrage offre une expérience hypnotique qui évoque les grandes heures du fantastique européen le plus malsain.
Le tournage principal s'est déroulé en Allemagne, notamment au château de Hohenzollern ainsi que dans l'ancien complexe hospitalier de Beelitz-Heilstätten. Ce site historique, réputé pour son architecture inquiétante, accueillit notamment Adolf Hitler durant sa convalescence après avoir été blessé pendant la Première Guerre mondiale.