Франция. Париж. Профессор-хирург Керн втайне проводит успешные работы по оживлению человеческой головы. Мари Лоран, поступившая ассистенткой в его частную клинику, случайно узнаёт, что успеху в исследованиях Керн обязан оживлённой им голове его бывшего руководителя и известного профессора Доуэля, умершего при подозрительных обстоятельствах. Керн скрывает факт существования оживлённой головы и вынуждает её работать на себя.
Под руководством головы Доуэля Керн проводит ряд успешных операций — оживляет другие головы погибших людей, а также дает одной из них новое тело. Бывшая певица в баре Брике, получившая новое тело погибшей в железнодорожной катастрофе артистки Анжелики, сбегает от Керна, чтобы начать новую жизнь. На Ривьере, в компании своих друзей — Жана и его жены Марты — она сталкивается с художником Арманом Ларе, который неожиданно узнаёт тело своей пропавшей подруги Анжелики с головой другой женщины. Более того, Арман и его друг Артур Доуэль поражены, когда узнают от Брике, что в клинике Керна она видела живую голову отца Артура.
В это время Керн обнаруживает, что Мари Лоран общается с головой профессора Доуэля и знает про совершённые им преступления. Опасаясь разоблачения, Керн помещает Мари в психиатрическую лечебницу доктора Равино. «Лечебница» эта предназначена для избавления от неугодных людей, которых Равино при помощи изуверских методов превращает в настоящих сумасшедших.
Артур Доуэль и его друзья отправляются в Париж, где с помощью другого художника, Шауба, устраивают вооружённый налёт на лечебницу и спасают Мари оттуда. В это время Керн, форсируя события, организует публичный показ своих работ по оживлению. Мари с друзьями приходит на показ и выступает с разоблачением. Несмотря на испорченный триумф, Керну все же удаётся вывернуться. Обыск в клинике Керна, организованный полицией, ничего не дает. Пытаясь найти отца, Артур Доуэль требует в полиции повторного обыска. В результате в обезображенной голове, в которой при первом обыске никто не мог узнать Доуэля, Мари Лоран находит умирающего профессора. Тот умирает на глазах сына, но успевает помочь окончательному разоблачению Керна. Не желая оказаться на скамье подсудимых, тот кончает жизнь самоубийством.