На первом плане повести — эксперимент гениального ученого-медика Преображенского со всеми неожиданными для самого профессора и его ассистента Борменталя трагикомическими результатами. Пересадив в чисто научных целях собаке человеческие семенные железы и гипофиз мозга, Преображенский, к изумлению своему, получает из собаки... человека.
Бездомный Шарик, вечно голодный, всеми, кому не лень, обижаемый, в считанные дни на глазах профессора и его помощника превращается в homo sapiens. И уже по своей инициативе получает человеческое имя: Шариков Полиграф Полиграфыч. Извольте любить и жаловать.
Повадки у него остаются, однако, собачьи. И профессору волей-неволей приходится приниматься за его воспитание. Эксперимент медико-биологический уступает место эксперименту нравственному, социальному и психологическому.
Филипп Филиппович — не только выдающийся специалист в своей области, он человек независимого ума и высокой культуры, который весьма критически воспринимает все, что творится вокруг с марта 1917 года.
«Почему, когда началась вся эта история, все стали ходить в грязных калошах и валенках по мраморной лестнице?.. Почему убрали ковер с парадной лестницы?.. На какого черта убрали цветы с площадок?» — спрашивает профессор. И на ответ Борменталя, что это все разруха, парирует: «Это вот что: если я вместо того, чтобы оперировать каждый вечер, начну у себя в квартире петь хором, у меня настанет разруха. Если я, входя в уборную, начну, извините за выражение, мочиться мимо унитаза и то же самое будут делать Зина и Дарья Петровна, в уборной начнется разруха. Следовательно, разруха не в клозетах, а в головах. Значит, когда эти баритоны кричат «бей разруху!» — я смеюсь... Это означает, что каждый из них должен лупить себя по затылку! И вот, когда он вылупит из себя всякие галлюцинации и займется чисткой сараев — прямым своим делом, — разруха исчезнет сама собой». Решительно выступая против всякого насилия, он считает, что ласка — единственный способ, который возможен и необходим в обращении с живыми существами — разумными и неразумными. «Террором ничего поделать нельзя... они напрасно думают, что террор им поможет. Нет-с, нет-с, не поможет, какой бы он ни был: белый, красный и даже коричневый. Террор совершенно парализует нервную систему». Только ласка и личный пример.
Но с каждым днем Шариков становится все наглее, опаснее и агрессивнее.
Если бы «исходным материалом» был один пес Шарик, может быть, что-нибудь и получилось. Но по воле случая человечьи органы достались гражданину Шарикову от уголовника. Вот его характеристика: «Клим Григорьевич Чугункин, 25 лет, холост. Беспартийный, сочувствующий. Судился три раза и оправдан: в первый раз благодаря недостатку улик, второй раз происхождение спасло, в третий раз — условно каторга на 15 лет». Так сама действительность вторгается в эксперимент Филиппа Филипповича.
Появившись первый раз в квартире профессора, Шарик вначале, как недавний беспризорник, еще совершает кое-какие хулиганские поступки, но потом превращается во вполне приличного домашнего пса. Удивительная вещь, рассуждает автор, собачий ошейник. Когда его первый раз надели на Шарика, тот чувствовал себя, как арестант, и сгорал от стыда. Но очень скоро сообразил, «что значит в жизни ошейник. Бешеная зависть читалась в глазах у всех встречных псов... У Мертвого переулка какой-то долговязый с обрубленным хвостом дворняга облаял его «барской сволочью» и «шестеркой». В канун операции Шарик, запертый в ванной, подводит под свое новое положение едва ли не философскую базу: «Нет, куда уж, ни на какую волю отсюда не уйдешь, зачем лгать... Я барский пес, интеллигентное существо, отведал лучшей жизни. Да что такое воля? Так, дым, мираж, фикция... Бред этих злостных демократов...»
Но в эксперимент вторгается председатель домового комитета Швон-дер, который ведет борьбу за революционный порядок и социальную справедливость, читает Энгельса, пишет статейки в газету.
Жильцы дома, по его мнению, должны пользоваться одинаковыми благами. Нечего профессору Преображенскому занимать семь комнат. И вообще, пора уравнять его с Шариковым, человеком вполне пролетарского вида.
То, что происходит с Шариковым с помощью Швондера, как он становится сознательным участником революционного процесса, выглядело как злейшая сатира на сам процесс и его участников.
Никакой культурой Швондер не обременяет дитя эксперимента, а вдалбливает ему программу: кто был ничем, тот станет всем, не догадываясь, какую злую шутку может сыграть эта программа, помноженная на интеллектуальные и нравственные данные шариковых.
Через месяц-другой после операции Шариков — совслужащий, заведующий отделом очистки города от кошек.
Сначала он с упоением душит кошек, потом постепенно переходит на людей (грозит сокращением штатов девушке-машинистке, а Борменталю — пистолетом).
Преображенский и Борменталь, убедившись, что их угораздило «милейшего пса превратить в такую мразь, что волосы дыбом встают», в конце концов исправили свою ошибку. Происходит обратное превращение.