Выдающийся хирург профессор Преображенский проводит уникальную операцию: пересаживает дворовому псу Шарику гипофиз и семенники недавно погибшего люмпена-рецидивиста Клима Чугункина. Вопреки ожиданиям, собака не просто очеловечивается, а постепенно превращается в подобие Чугункина — грубого, пьющего и наглого человека. Он выбирает себе имя Полиграф Полиграфович Шариков . Под влиянием домкома Швондера Шариков начинает требовать «права», пишет доносы на профессора и устраивается на работу — душить бездомных котов. Жизнь в квартире Преображенского становится невыносимой из-за хамства и агрессии Шарикова .Когда Шариков начинает угрожать профессору револьвером, Преображенский и его ассистент Борменталь проводят обратную операцию. Шариков снова превращается в обычного пса, который доволен своей судьбой в профессорском доме.
Произведение учит тому, что очень опасно вмешиваться в природу. Попытка «улучшить» естественный ход вещей или ускорить эволюцию искусственным путем ведет к катастрофе. Нельзя превратить существо в человека только лишь биологически. Существо должно уметь адекватно обдумывать свои поступки