En el Moscú de principios del siglo veinte, un perro callejero deambula en busca de alimento. Con una mirada lúcida, tierna y crítica de los acontecimientos cotidianos, Bolita sueña con encontrar un rincón cálido donde cobijarse. Un eminente médico que investiga el rejuvenecimiento humano se encuentra fortuitamente con Bolita, lo atrae y lo acoge en su casa-laboratorio, implantando luego en él la hipófisis de un gañán recién muerto. El perro, lejos de rejuvenecer, comienza a sufrir cambios para todos inesperados, transformándose en un ser humano física y moralmente repulsivo.