In una piccola cittadina americana, due ragazzi si trovano su strade divergenti, entrambe ombreggiate dai fantasmi di un'infanzia turbata. Brian Lackey è perseguitato da frammenti di ricordi che non riesce a comporre: un episodio dimenticato della sua infanzia lo ha lasciato con un naso sanguinante e una memoria vuota. Ossessionato dall'idea che il suo blackout possa essere stato causato da un incontro ravvicinato con esseri extraterrestri, Brian è determinato a scoprire la verità.
La sua ricerca si intreccia con il percorso di Neil McCormick, un tempo compagno di giochi e di squadra nel baseball, ora perduto nelle spirali pericolose della vita notturna newyorkese. Mentre Brian si avvale di vecchie fotografie e diario per ricostruire il passato, Neil cerca di sfuggire ai propri ricordi, immergendosi in una realtà fatta di incontri fugaci e strade illuminate al neon.
Le loro esistenze, apparentemente in contrasto, si ritrovano a convergere verso una rivelazione sconvolgente. "Mysterious Skin" è un intenso viaggio emotivo che esplora il labirinto della memoria, dove la fuga e il confronto si incontrano, intrecciando le vite di Brian e Neil attraverso una verità comune, dolorosamente scolpita sotto la pelle del tempo. Ogni passo li avvicina non solo a loro stessi, ma anche l'uno all'altro, fino a scoprire il legame invisibile ma indelebile che li unisce.