Charlie Gordon, ursprünglich kaum des Lesens mächtig, ist zu Forschungszwecken operiert worden und entwickelt eine überragende Intelligenz; schließlich überflügelt er intellektuell und fachlich sogar die Professoren, die das Experiment leiten. Zu seinen Freunden zählt die Maus Algernon - das erste Lebewesen, das mit derselben Methode erfolgreich behandelt wurde.

Mit den überwältigenden Fähigkeiten stellen sich für das Genie Charlie jedoch auch die ersten Probleme ein - in der Bäckerei, in der er früher arbeitete, mit seiner Familie, von der er jetzt entdeckt, daß sie ihn nie akzeptiert hat, und im Umgang mit dem weiblichen Geschlecht, vor dem er unerklärliche Angst hat.

Als Charlie auf einem Fachkongreß als Attraktion vorgeführt werden soll, flieht er zusammen mit Algernon. Kurze Zeit später zeigen sich im Verhalten der Maus erste Verfallserscheinungen ... Charlies Aufzeichnungen für das Forscherteam geben dem Leser einen atemberaubenden Einblick in seine geistige Entwicklung und das Drama seiner Existenz.