El profesor Preobrazhensky es un respetado médico y científico soviético de los años 20 que experimenta con distintas técnicas, como los trasplantes de órganos, para lograr rejuvenecer a sus pacientes. Para su nuevo experimento recoge a un perro abandonado de la calle y le inserta la hipófisis de un criminal ejecutado. Como resultado no obtiene el secreto de la vida eterna, pero sus efectos también son asombrosos: el perro comienza a convertirse poco a poco en un ser humano capaz de pensar, razonar, sentir, tener ideas políticas y abandonarse a los vicios de su nueva condición.
 | Max von Sydow | Professor Filipp Filippovich Preobrazenski |
| Eleonora Giorgi | Zina |
| Mario Adorf | Bormenthàl |
| Gina Rovere | Dar'ja |
| Cochi Ponzoni | Poligràph Poligràphovic |
| Vadim Glowna | Schwonder |
| Rena Niehaus | Zoja |
| Enzo Robutti | Comisario |
| Violetta Chiarini | Vjazemskaja |
| Amerigo Tot | Portero |
| Ilona Staller | Natasa |
| Giuliano Petrelli | Sarovkjam |
| Jean-Claude Vernè |
