La película está basada en la novela Donovan's Brain de Curt Siodmak en 1942.

El doctor Patrick J. Cory (Lew Ayres), casado con Janice (Nancy Davis), defiende al médico local Frank Schratt (Gene Evans) frente a sus errores médicos debido al alcohol.

El único superviviente del accidente, el millonario Warren H. Donovan, es trasladado por ambos doctores a la casa de Cory para someterlo a una intervención de urgencia, pero fallece durante el proceso.

Cory decide extraer el cerebro del fallecido y probar su método de suspensión artificial.

Esta vez el experimento resulta un éxito y el cerebro de Donovan sigue con vida pero, poco a poco, Cory va percibiendo como su voluntad va mermando por la influencia de Donovan.