Charly (Cliff Robertson) on jälkeenjäänyt 30-vuotias.
Hän siivoaa lattiat leipomossa. Hän pitää työtovereitaan parhaimpina ystävinään, vaikka he aina tekevät pilaa hänestä. Hän haluaa selvitä paremmin ja menee iltakouluun. Opettaja Alice (Claire Bloom) säälii häntä ja yrittää auttaa häntä. Alice järjestää että Charly pääsee sekä psykiatrin (Lilia Skala) että neurologin (Leon Janney) tutkittavkasi. Molemmat käyttävät hiiriä tutkimustyössään. He ovat leikkauksen avulla voineet parantaa hiirien suorituskykyä. Koska testit osoittavat, että Charleyn älykkyystaso ei edes vastaa hiirten tasoa, molemmat lääkärit suostuvat yrittämään leikkausta. Leikkaus onnistuu ja Charleyn älykkyys kehittyy nerokkuuden tasolle.
Tunne-elämä ei kuitenkaan kehity yhtä nopeasti. Hän rakastuu Aliceen. Siitä seuraa ongelmia.
Siksi Charley päättää matkustaa pois. Myöhemmin hän jälleen tapaa Alicen ja kaikki on hyvin. Kun hän valmistautuu tapaamaan lääkärikomission, hän saa tietää, että hiiri, jolle tehtiin sama leikkaus, on kuollut. Odottaako Charlya sama kohtalo?
Cliff Robertson sai Oscarin pääosastaan.