En un inquietante laboratorio de alta seguridad, durante la Guerra Fría, se produce una conexión insólita entre dos mundos aparentemente alejados. La vida de la solitaria Elisa (Sally Hawkins), que trabaja como limpiadora en el laboratorio, cambia por completo cuando descubre un experimento clasificado como secreto: un hombre anfibio (Doug Jones) que se encuentra ahí recluido.