Действие картины разворачивается в Российской империи на рубеже XIX и XX веков, на фоне нарастающих противоречий с Великобританией и угрозы крупномасштабной войны. В стенах императорского дворца находят загадочное устройство, не имеющее аналогов в тогдашних технологиях — механическую блоху, способную переломить ход предстоящих боевых действий.
Москва середины 1920-х, время, когда послереволюционные эксперименты кажутся возможным любым, даже самым смелым проектам. Профессор Филипп Филиппович Преображенский, известный хирург мирового уровня, решает проверить гипотезу о возможности «поднятия» культурного уровня живого существа путем пересадки ему гипофиза человека.