前情提要
查理‧高登患有輕度智障，青少年時就離開家中由叔叔撫養長大，成年後的他一面在麵包店工作，一面在畢克曼大學為智能障礙者開設的班級上課。
這時，心理學系的史特勞斯醫生與尼姆博士的一項腦部科學實驗在白老鼠「阿爾吉儂」身上獲得突破性的進展，下一步便需要進行人體實驗。如能成功，便有可能成功治癒先天性的腦部障礙。

查理因個性和善、學習態度積極，因此被成人學習班的教師愛麗絲‧紀尼安推薦參與這項人體實驗。手術完成後，查理從原先智商六十八的智能障礙者漸漸變成智商逼近兩百的天才！縱使智能的飛快進步為查裡帶來知識、情感與記憶等各方面的震撼衝擊，史特勞斯基醫生和尼姆博士仍然決定在年度國際會議發表他們的實驗結果，而查理與阿爾吉儂也一同赴會。