Суровой зимой 1924 года голодный пес скитается по улицам города и не знает, как ему дальше выживать. Он жил сегодняшний днем, хотя еще едва теплящая надежда у него все-таки была. Однажды и на улице он встретил солидного мужчину, который не стал его бить, а дал колбасы. Еще тогда у бродячего пса Шарика зародилась мысль о том, что бабушка его все-таки имела связь с породистым псом. И поэтому этот господин его сейчас заметил, угостил колбасой и даже позвал с собой в квартиру.
Этим щедрым господином оказался профессор Преображенский. Основная деятельность Филиппа Филипповича заключалась в том, чтобы омолаживать людей. Для таких процедур профессор делал опыты, а затем сделал открытия о том, как железы внутренней секреции животных могут омолодить организм человека. Обращались к профессору Преображенскому не только женщины разного возраста, но и мужчины, даже те, кто находился при власти, и занимали важные государственные должности.
Действие происходит в страшную и суровую зиму послереволюционного времени, когда в Москве еще не был наведен порядок, но уже действовали революционные порядки. И со многими изменениями в этой новой жизни Филипп Филиппович был не согласен. Ему не нравилось ходить с черного хода и снимать галоши лишь только в своей квартире. Не нравилось ему и то, что вечерами сначала не было света, а потом полночи новый председатель домкома и его подчиненные в подвале пели революционные песни. Швондер, председатель домкома, постоянно посещал профессора и требовал освободить несколько комнат. Но один из пациентов ему дает на комнату броню, что никак не может остановить Швондера.
Вскоре Шарик, голодный и исхудалый, поселяется в квартире профессора. Его бок, ошпаренный поваром одной из столовой, где он подъедал объедки, стал понемногу заживать. Зина кормит и ухаживает за ним. И уже через неделю пса было не узнать: он стал красивым и ласковым.
Филипп Филиппович и его ассистент доктор Борменталь делают операцию и пересаживают Шарику железы внутренней секреции, но теперь уже человеческие. Но вот только материал для пересадки оказался неудачным. Тело умершего человека было только одно за несколько дней и, несмотря на образ жизни, органы, которые нужны были для пересадки, находились в прекрасном состоянии.
Донором для пересадки стал Клим Чугункин, которому уже исполнилось только 25 лет, но он уже три раза сидел за кражи. Все свое время Клим тратил на трактиры, где пил и дрался. Вот и на этот раз смерть его наступили в драке, где его ударили ножом. И эксперимент удается и вскоре Шарик постепенно начинает превращаться в человека. Сначала у него постепенно стала выпадать шерсть, а он потом он еще стал ходить на двух ногах. Вскоре у профессора уже жил невысокий мужчина, внешность которого была очень некрасива. Начал он играть и балалайке, приставать женщинам и сквернословить. Неожиданно для всех Шариков начинает дружить с Швондером, требует документы на Полиграфия Шарикова и прописку в квартире профессора.
Должность Шариков находит неплохую, причем она связана с привычкой из его старой собачьей жизни. Теперь он ловит котов, которых всю свою собачью жизнь ненавидел. Но не только эта ненависть к котам стала раздражать профессора и его помощника. Шариков то воду не закроет в ванной и затопит всю квартиру, то пристает к кухарке из другой квартиры.
И безуспешно Филипп Филиппович и его помощник Иван Арнольдович пытались учить Шарикова хорошим манерам. Но тот все равно и за столом не мог вести себя правильно и окна бил. Однажды он потребовал от профессора отдельную комнату, а той же ночью, украв у Преображенского деньги, возвращается пьяным, да еще в компании таких же друзей.
Профессор и его ассистент проговорили всю оставшуюся ночь, анализируя поведение своего подопечного. Они понимают, что их эксперимент, хоть и состоялся, но был неудачен, так как человек получился отвратительный. А уже через несколько дней Шариков является домой вместе с девушкой, сообщая профессору, что они теперь вместе будут жить в этой квартире. Филипп Филиппович рассказывает девушке всю правду и оказывается, что Шариков ее обманывал.
А вскоре один из пациентов профессора, который занимал значительную должность, приносить Преображенскому донос, который как раз и написал Шариков. На требования профессора покинуть квартиру, Шариков показывает ему шиш, поэтому Борменталь и Преображенский проводят новую операцию.
Когда через несколько дней в профессорскую квартиру входит следователь, который ведет дело об убийстве Шарикова, то ученые предоставляют им пса, который еще может иногда ходить только на задних лапах. Следователь, который не ожидал подобной картины, падает в обморок.
Через два месяца пес продолжает жить в профессорской квартире. Его хорошо кормят и целыми днями он спит на ковре в кабинете Филиппа Филипповича. Жизнь в квартире постепенно наладилась.