Es la historia del doctor Malcom Sayer un médico que durante toda su carrera se ha dedicado a la experimentación con lombrices. Consigue un trabajo en un hospital en la ciudad de Nueva York, donde comienza a tratar con pacientes en estado catatónico.
Un día observa que una de sus pacientes coge sus gafas instintivamente antes de que éstas caigan al suelo. En ese momento comienza a investigar sobre la enfermedad y a formular hipótesis sobre sus posibles causas, pero principalmente sobre su tratamiento.
Entre sus diversas investigaciones, se familiariza con una nueva droga, la L-dopa, que se utiliza para el tratamiento del Parkinson, y decide probarla con uno de sus pacientes, Leonard. Tras muchos intentos fallidos, una noche Leonard despierta. A partir de entonces, el doctor recibe la aceptación de otros médicos y familiares de los afectados, y también su ayuda económica, gracias a lo cual puede comenzar a tratar a todos sus pacientes con esta droga.
Los problemas aparecen cuando Leonard, el primer paciente tratado con L-dopa, vuelve a desarrollar los síntomas de la enfermedad y algún que otro tic por lo que el doctor y sus pacientes junto a sus familiares se ven profundamente afectados.
Al final todos los pacientes vuelven a su estado vegetativo y solo logran despertar durante periodos muy cortos de tiempo.
