Le thriller "Berlin Syndrome" est basé sur le roman du même nom de l'auteure australienne Melanie Joosten, pour lequel elle a reçu le Kathleen Mitchell Award du meilleur jeune auteur en 2012, l'année de la parution du livre. Le terme «syndrome de Berlin» fait en fait référence au syndrome de rupture de Nimègue, une maladie congénitale rare dans laquelle la fonction de réparation de l'ADN est perturbée. La fragilité des chromosomes entraîne des symptômes tels qu'un retard de croissance, de petits crânes et également des troubles mentaux. Comme le titre du film de Cate Shortland, le terme fait référence sous une forme modifiée au syndrome de Stockholm - un phénomène psychologique dans lequel la victime d'une prise d'otage développe de la sympathie pour son preneur d'otages.
Clare (Teresa Palmer) vient d'Australie et est une photojournaliste qui est en vacances à Berlin en tant que routard. Peu de temps après leur arrivée dans la capitale allemande, leur voyage prend une tournure agréable, car Clare rencontre le sympathique Berliner Andi (Max Riemelt). Elle se sent immédiatement attirée par lui et donc une chose en entraîne une autre et les deux finissent au lit ensemble. Le lendemain matin de la rencontre d'un soir, Clare veut à nouveau quitter l'appartement d'Andi, mais découvre que son nouvel ami l'a enfermée. Au début, Clare pense qu'il a accidentellement commis cette erreur en se rendant au travail pendant qu'elle dormait. Mais comme elle doit bientôt le découvrir, Andi n'a aucune intention de la laisser repartir. Son appartement devient sa prison et les vacances se transforment en voyage d'horreur.