Charly, un jeune handicapé mental, subit une opération capable de décupler ses capacités cérébrales. Testée sur une souris appelée Algernon, l'expérience fonctionne à merveille. Mais la souris va peu à peu perdre ses facultés obtenues et Charly va rapidement se rendre compte qu'il est, lui aussi, voué à redevenir comme avant.