Charly Gordon (Cliff Robertson) to opóźniony umysłowo mężczyzna, który z całych sił walczy o przetrwanie w świecie "normalnych ludzi". Od dwóch lat uczęszcza do szkoły wieczorowej, jednak jego usilne próby opanowania sztuki czytania i pisania kończą się porażką. Charly wciąż nie jest w stanie przeliterować nawet własnego imienia. Jego nauczycielka, Alice Kinnian (Claire Bloom) zabiera Charly'ego do kliniki prowadzonej przez doktora Richarda Nemura (Leon Janney) i doktor Ann Straus (Lilia Skala), którzy prowadzą pionierskie eksperymenty nad wzrostem poziomu inteligencji. Charly zostaje poddany zabiegowi, który początkowo nie przynosić żadnych rezultatów. Z czasem Charly staje się chodzącym geniuszem i odkrywa prawdziwą naturę eksperymentu, któremu się poddał.