정직하고 강직한 성격의 젊은 여의사 마리 로랑은 어느 날 코른 교수가 주도하는 한 과학실험에 참여하게 된다. 저택을 개조해서 만든 실험실에서 그녀가 마주한 것은 놀랍게도 얼마 전 죽은 저명한 과학자 도웰 교수의 머리였다. 몸은 사라지고 머리만 살아서 생각을 하고 말을 하는 기괴한 상황을 마주하게 된 것이다. 어떻게 가능한 것일까? 인류과학의 진일보를 가져올 지도 모르는 실험이지만 어딘가 의문 가득한 상황에 부딪히게 되는 로랑. 명석한 도웰 교수의 머리를 빌려 사회적 성공을 꿈꾸는 코른 교수의 음모를 눈치 챈 로랑을 중심으로 또 다른 머리들, 그리고 도웰 교수의 아들과 주변 인물들은 점점 이 엽기적인 상황 속에 빠져들며 사건의 진실을 찾아가기 시작한다.