Головні події сюжету розкриваються навколо Марі Лоран — молода лікарка, яка отримала за на роботу до лабораторії професора Керна. Її завданням був догляд за головою професора Доуеля, відомого лікаря-хірурга. Вперше вона побачила голову, яка була закріплена на квадратній скляній дошці. Це справило на дівчину надзвичайне та важке враження, адже голова була повністю відділена від тіла. Трохи пізніше згадується, що професор Доуель проводив операції по пересадці голови на собаках. Він хотів провести аналогічні експерименти на людині, але не встиг — вчений страждав на бронхіальну астму. Під час одного з різких загострень хвороби він помер, але його врятував його друг та асистент — професор Керн, відділивши голову Доуеля від тіла. Таким чином, в обов'язки Марі входило слідкувати за станом голови, а також щодня приносити їй купу медичних журналів. З часом між нею та головою, яка могла відповідати лише мімікою обличчя, встановлюються досить дружні відносини. Одного разу голова попросила відкрити кран, який вів до одного з балонів. Професор Керн заборонив його відкривати, тому що начебто при його відкритті голова миттєво помре. Але голова професора Доуеля вмовила Марі це зробити і дівчина зрозуміла, що у цьому балоні не отрута, а усього лише стиснене повітря завдяки якому голова могла розмовляти. Керн за до професора Доуеля успішно повторив експеримент по відокремленню людської голови від тіла. Цього разу операція проводилася над двома загиблими людьми: Тома Бушем, робочим, який потрапив під автомобіль та Бріке, співачкою з бару, в яку влучила куля. Обидві голови вижили після операції, але життя без тіла було для них нестерпним. Бріке вдається вмовити Керна провести ще більш надзвичайну операцію: приєднати її голову до нового тіла. Той погоджується і зосереджується на пошуках тіла, яке підійшло б для цього. Одного вечора трапляється залізнична катастрофа, яка забирає життя десятків людей. З поміж тіл загиблих професор знаходить два тіла, які підходять за усіма параметрами. Одне з них належить відомій італійській співачці Анжеліці Гай. До нього Керн приєднує голову Бріке. Незабаром, дізнавшись про розмови голови професора та Марі, Керн забороняє їй йти додому під погрозою вбити голову професора Доуеля шляхом перекриття доступу повітря. Марі погоджується і лабораторія Керна стає для неї в'язницею. Через кілька днів після операції Бріке вже в змозі розмовляти, а незабаром — вставати та ходити. Вона хоче якомога скоріше знову побачити своїх друзів, але Керн налаштований не випускати її з лабораторії. Тому Бріке тікає через відчинене вікно. Через невеликий проміжок часу вона зустрічається зі своїми друзями — Рудою Мартою та її чоловіком Жаном (зламщиком сейфів) та разом їдуть з міста подалі від переслідування поліцією. Вони опиняються на узбережжі, де випадково зустрічаються із Арманом Ларе та Артуром Доулем.
Таким чином, в обов'язки Марі входило слідкувати за станом голови, а також щодня приносити їй купу медичних журналів. З часом між нею та головою, яка могла відповідати лише мімікою обличчя, встановлюються досить дружні відносини. Одного разу голова попросила відкрити кран, який вів до одного з балонів. Професор Керн заборонив його відкривати, тому що начебто при його відкритті голова миттєво помре. Але голова професора Доуеля вмовила Марі це зробити і дівчина зрозуміла, що у цьому балоні не отрута, а усього лише стиснене повітря завдяки якому голова могла розмовляти.
Керн за до професора Доуеля успішно повторив експеримент по відокремленню людської голови від тіла. Цього разу операція проводилася над двома загиблими людьми: Тома Бушем, робочим, який потрапив під автомобіль та Бріке, співачкою з бару, в яку влучила куля. Обидві голови вижили після операції, але життя без тіла було для них нестерпним. Бріке вдається вмовити Керна провести ще більш надзвичайну операцію: приєднати її голову до нового тіла. Той погоджується і зосереджується на пошуках тіла, яке підійшло б для цього. Одного вечора трапляється залізнична катастрофа, яка забирає життя десятків людей. З поміж тіл загиблих професор знаходить два тіла, які підходять за усіма параметрами. Одне з них належить відомій італійській співачці Анжеліці Гай. До нього Керн приєднує голову Бріке. Незабаром, дізнавшись про розмови голови професора та Марі, Керн забороняє їй йти додому під погрозою вбити голову професора Доуеля шляхом перекриття доступу повітря. Марі погоджується і лабораторія Керна стає для неї в'язницею.
Через кілька днів після операції Бріке вже в змозі розмовляти, а незабаром — вставати та ходити. Вона хоче якомога скоріше знову побачити своїх друзів, але Керн налаштований не випускати її з лабораторії. Тому Бріке тікає через відчинене вікно. Через невеликий проміжок часу вона зустрічається зі своїми друзями — Рудою Мартою та її чоловіком Жаном (зламщиком сейфів) та разом їдуть з міста подалі від переслідування поліцією.
Вони опиняються на узбережжі, де випадково зустрічаються із Арманом Ларе та Артуром Доулем.