В роскошной московской квартире, больше похожей на научный кабинет, гениальный профессор Филипп Филиппович Преображенский вершит свои эксперименты по омоложению. Уверенный в силе науки, он решается на смелый шаг, способный перевернуть медицину, - пересадить гипофиз человека собаке. Объектом для дерзкого опыта становится бездомный, но умный пёс Шарик, нашедший в лице профессора не только хозяина, но и шанс на новую жизнь. Операция проходит блестяще, и вскоре в апартаментах учёного появляется невероятное существо - человек, вышедший из собачьей шкуры. Однако триумф науки оборачивается непредвиденными последствиями, ведь для пересадки был использован орган скончавшегося алкоголика и буяна Клима Чугункина.

Вместо благородного человека новый обитатель квартиры на Пречистенке оказывается грубым и примитивным созданием, в котором пробуждаются самые тёмные инстинкты. Назвав себя Полиграфом Полиграфовичем Шариковым, он с энтузиазмом впитывает худшие черты новой эпохи: хамство, пьянство и псевдореволюционный пафос. Освоив балалайку и похабные частушки, он быстро находит общий язык с представителями домкома, видя в профессоре и его окружении враждебный класс "буржуев". Доброе собачье сердце Шарика не в силах противостоять чужеродному, испорченному сознанию. Для Преображенского, человека старой закалки и высокой культуры, его творение превращается в невыносимый источник конфликтов и бытового кошмара, ставя под сомнение саму возможность улучшения человеческой природы скальпелем и наукой. Фильм становится острой сатирой на попытки искусственного и стремительного создания "нового человека", обнажая вечный конфликт между интеллигенцией и хамством, природой и воспитанием.