Der liebenswürdige junge Mann Charlie Gordon arbeitet als Reinigungskraft in einer Fabrik und hat einen Intelligenzquotienten von 68. Genauso intelligent ist Algernon, eine weiße Labormaus, deren Intelligenzquotient durch eine Gehirnoperation verdreifacht werden konnte. Beflügelt von diesem Erfolg, wollen die Wissenschaftler das riskante Experiment auch an einem Menschen durchführen und suchen dafür Charlie als Versuchsperson aus. Nach zahlreichen vorausgehenden Tests an Charlie wird die riskante Operation mit Erfolg durchgeführt. Charlie macht bemerkenswerte Fortschritte. Voller Wissensdrang verschlingt er alle Informationen, die er kriegen kann und wird schließlich mit einem Intelligenzquotienten von 250 zu einem regelrechten Genie. Doch seine Freunde wenden sich von ihm ab, seinen Job hat er verloren und bald verbringt Charlie seine Zeit nur noch mit Lesen und Forschen. Die einzige Person, die das neue Genie noch als einen Menschen wahrnimmt ist Miss Kinnian, die Lehrerin, die Charlie vor dem Experiment das Schreiben und Lesen beibrachte, und für die Charlie auf bizarre Art und Weise. Als festgestellt wird, dass die Intelligenz der Maus Algernon plötzlich rapide abnimmt, realisiert Charlie sofort, dass ihn das gleiche Schicksal erwartet. Getrieben von der Angst wieder dumm zu sein, versucht er wie besessen einen Weg zu finden, um seinem Schicksal zu entrinnen ...