Nei primi anni Trenta, il giovane Henri Charrière, soprannominato "Papillon" per il disegno di una farfalla che porta tatuato sul petto, viene ingiustamente condannato all'ergastolo e ai lavori forzati per un omicidio che non ha commesso e destinato al famigerato penitenziario dell'Isola del Diavolo, situato nella Guyana francese.
Sottoposto, insieme agli altri detenuti, a un trattamento durissimo, ai limiti dell'umanamente sopportabile, egli stringe amicizia con il falsario e truffatore Louis Dega, anch'egli recluso ma rassegnato a rimanere prigioniero. Tra i due viene concluso un patto per cui il falsario, in cambio della protezione di Papillon (che ha un fisico molto prestante), finanzia tutte le sue imprese di fuga. Da questo patto si svilupperà nel corso degli anni un'amicizia fraterna tra i due.
Papillon non smette mai di inseguire il suo sogno di libertà e tenta innumerevoli volte di scappare dal penitenziario. Viene, tuttavia, puntualmente ripreso e sottoposto ogni volta a un trattamento più duro.
Anni di isolamento, pestaggi e soprusi vari, non piegano la formidabile volontà del prigioniero, che, alla fine, dopo ben undici anni, riuscirà a fuggire grazie a uno spettacolare tuffo nel mare dall'alto di una scogliera (tuffo, peraltro, eseguito da Steve McQueen in persona, senza controfigura).
