Una psiquiatra forense deberá emprender una carrera contrarreloj para desentrañar un desconcertante caso de personalidad múltiple en La sombra de los otros, un apasionante thriller sobrenatural de los productores de La señal (The Ring) y En el valle de Elah. La doctora Cara Jessup (Julianne Moore) investiga a un misterioso paciente (Jonathan Rhys Meyers) y descubre un siniestro misterio con décadas de antigüedad que pone en peligro su propia vida y las de todos los que la rodean. Tensa, inteligente y realmente aterradora, La sombra de los otros es un fascinante enigma que lleva a los espectadores a la difusa frontera que separa la ciencia de lo sobrenatural.
La doctora Cara Jessup (Julianne Moore), psiquiatra forense, se especializa en refutar la existencia del trastorno de identidad disociativo, más conocido comúnmente como personalidad múltiple. El testimonio de Cara como testigo experto ha sido decisivo para condenar a muerte a más de media docena de asesinos. Aunque Cara está consagrada a la ciencia, ni siquiera el espantoso asesinato de su marido bastó para hacer flaquear su fe en Dios, creencia que intenta inculcar en su joven hija Samantha (Brooklynn Proulx).
Cuando el padre psiquiatra de Cara (Jeffrey DeMunn) recurre a ella para que lo asesore en un caso con el que espera hacerla cambiar de opinión, conoce a David Bernburg (Jonathan Rhys Meyers), un misterioso parapléjico de voz suave. Cara realiza una serie de pruebas a David, ninguna de las cuales revela nada especialmente extraordinario acerca de él.
Sin embargo, una simple llamada telefónica del padre de Cara a David provoca una sorprendente transformación en éste. De repente, afirma ser Adam Saber. A petición de su padre, Cara realiza las mismas pruebas a Adam, pero esta vez los resultados son completamente distintos, hasta extremos que la ciencia no puede explicar.
Convencida de que Adam está manipulando el sistema, se propone demostrar la falsedad de sus afirmaciones. Su investigación le permite descubrir que David es ciertamente una persona real... que murió hace 25 años. Durante una visita a la madre de David (Frances Conroy), Cara descubre que el joven, un músico de talento que quedó paralizado por una lesión deportiva en el instituto, fue brutalmente asesinado, quizá incluso como parte de algún tipo de rito satánico.
Cara no tardará en descubrir que Wes, otra personalidad más de su paciente, es también otra persona real que falleció de manera traumática. Decidida a refutar la teoría de su padre, descubre más hechos inquietantes sobre Adam, hechos que no puede hacer encajar con sus firmes creencias.
Mientras su vida personal se desmorona y la profesional se ve en peligro, Cara lleva su investigación a una pequeña comunidad perdida en las montañas, donde realiza un sorprendente descubrimiento que cuestiona todo lo que cree saber sobre ciencia y religión, y amenaza con destruir todo lo que ama.