Россия, конец XIX века. На фоне надвигающейся войны с Великобританией в императорском дворце находят загадочное устройство — механическую блоху. Расследовать происшествие поручают молодому офицеру Петру Огарёву, мечтающему заслужить доверие императора Александра III. В поисках истины он объединяется с Левшой — гениальным, но забытым мастером из Тулы.
Москва, 1924 год. В результате одного из сложнейших опытов профессор Филипп Филиппович Преображенский делает потрясающее открытие: после пересадки гипофиза человека пёс Шарик начинает приобретать человеческие черты. Сенсационная новость мгновенно разлетается по Москве и приносит мировому светилу очередную порцию признания.