Charlie Gordon est un simple d’esprit qui travaille comme balayeur dans une usine. Quand des neurologues lui demandent de participer à une expérience scientifique qui consiste à l’opérer dans le but de tripler son QI, il accepte et se soumet à une batterie de test. Il fait alors la connaissance d’Algernon, une jolie souris blanche qui a déjà été opérée et est devenue très intelligente...