雷布瑞林（席維斯史特龍 飾）是一名監獄興建與保安設計師，在全球業界無人能出其右，他同時也是頂尖的逃獄高手。收入驚人的他，實際工作內容就是偽裝成罪犯，被關入戒備森嚴的監獄，再設法逃脫，並將這座監獄的安管漏洞紀錄下來，依此而做強化改善。目前為止，美國聯邦監獄管理局安全防衛屬最高規格的監獄他都待過，越獄成功率高達百分之百。 有一天，一件特殊的案子找上了雷，希望他評量一座民間經營的體制外監獄「鋼鐵墳墓」，對方開出的酬勞是平常價碼的兩倍。這間監獄是根據雷自己寫的監獄維安設計指南而建造的，可以說，讓雷越獄成功的那些嚴密監獄的安全漏洞，在這座監獄裡通通都沒有。無論是報酬還是工作內容的挑戰度，這件案子都對雷極具誘惑力，於是他接下這件案子，準備「入獄」。 該監獄的所在位置極度保密，為了營造真實的監禁情境，雷在獄中將無法和自己在監獄外的工作團隊進行任何聯絡與溝通。入獄後，雷發現被關入「鋼鐵墳墓」中的罪犯都是世界上最為恐怖的危險份子，而且在這座建造的猶如迷宮的高科技監獄之中，監禁犯人的都是透明的玻璃牢房，不但隨時都有監視器監控著，一層又一層的重裝警衛配置更是做到滴水不漏，連雷都找不出破綻。但是這座監獄最可怕的，是以打擊不聽話的囚犯為樂的殘忍典獄長威拉哈柏（吉姆卡維佐飾）。 雷在獄中受到典獄長的注意，以各種手法折磨、打擊雷；當雷想使用在入獄前就設定好的脫逃暗號時，典獄長卻直說他聽不懂，這時，雷才發現自己已在不知不覺當中落入他人設下的陷阱，而且敵方的真實身分不明。萬不得已之下，雷向同樣被關在「鋼鐵墳墓」中的神秘大哥艾米羅麥爾（史瓦辛格 飾）請求幫助，不但要從獄中的暴力與猜忌脫困，更要找出事件背後的真相。