1 февраля 1887 г. потерпело катастрофу судно «Леди Вейн». Один из его пассажиров, Чарльз Эдвард Прендик, которого все считали погибшим, был подобран в море на шлюпке спустя одиннадцать месяцев и четыре дня. Он утверждал, что все это время провел на острове, где происходили невероятные вещи. Рассказы его приписали нервному и физическому переутомлению, которое ему пришлось перенести.

После смерти Эдварда Прендика его племянник нашел подробные записи о приключениях дяди.

После гибели товарищей по несчастью Прендик очнулся в маленькой и грязной каюте торгового судна «Ипекакуана». Его спаситель — Монтгомери — объясняет, что Прендика полумертвым подобрали на шлюпке. Монтгомери сумел ему помочь, так как занимался в университете естественными науками и обладал нужными медицинскими познаниями. Он с жадностью расспрашивает Прендика о Лондоне, университете, знакомых преподавателях…

Монтгомери везет необычный груз — пуму, ламу, кроликов, собаку. Прендик вступается за слугу Монтгомери, над которым издевается команда матросов, и заслуживает неприязнь пьяницы капитана. Прендик обратил внимание на странный облик слуги Монтгомери — светящиеся в темноте глаза, настороженный взгляд. Он вызывал в окружающих чувство отвращения, граничащее со страхом. Оно, видимо, и было причиной его травли.

Путешествие Монтгомери подходит к концу — приближается остров, на котором он должен высадиться. И снова Прендик оказывается на грани жизни и смерти. Капитан не хочет оставлять нежданного пассажира, а Монтгомери брать его с собой на остров. Чарльза Прендика выталкивают на полузатонувшую лодку… Но Монтгомери в последний момент сжалился и подцепил лодку к баркасу, который его встречал.

Прендика с первых шагов на острове многое поражает. И прежде всего — вид его обитателей. «<…> в них было что-то неуловимое, чего я не мог постичь, и это вызывало во мне странное отвращение <…> особенно меня удивила их походка <…> они были какими-то искореженными, словно состояли из кое-как скрепленных кусков».

Монтгомери знакомит Чарльза со своим старшим коллегой и проговаривается, называя его имя — Моро. Чарльз Прендик вспоминает давний скандал, связанный с именем выдающегося ученого-физиолога Моро. Одному из журналистов удалось под видом лаборанта проникнуть в лабораторию, где Моро производил таинственные опыты. Под угрозой разоблачений Моро бежал из Англии. Таинственность, которой окружена работа старшего коллеги Монтгомери, подтверждает догадку Прендика, что это тот самый Моро.

Но какого рода эксперименты он проводит? В комнату, в которой поместили Прендика, доносятся душераздирающие стоны и крики животного, которого оперирует Моро. Прендик понимает, что это пума. Когда крики становятся невыносимыми, Чарльз выбегает прочь, бродит бесцельно и попадает в лес. Здесь у него происходит встреча со странным существом, не похожим на человека. Он начинает догадываться о сути экспериментов доктора Моро. Монтгомери и Моро находят его и возвращают в дом. Но страх, что он сам окажется подопытным, заставляет Прендика бежать вновь. В лесу он натыкается на целое поселение зверо-людей. Безобразные быко-люди, медведо-лисицы, человеко-собаки, сатиро-обезьяно-человек. Эти чудовищные создания умеют говорить.

Моро, чтобы держать в повиновении своих подопечных, создал для них и бога — самого себя.

Доктор Моро и Монтгомери снова нашли Прендика. И Моро раскрывает ему свою тайну — он придавал животным человеческий облик. Человек был выбран за образец потому, что в его облике есть то, «что более приятно эстетическому чувству, чем формы всех остальных животных».

На вопрос Прендика — как он может подвергать живых существ такому страданию — Моро возражает, что «оно так ничтожно». «Боль — это просто наш советчик <…> она предостерегает и побуждает нас к осторожности».

Моро не удовлетворен своими опытами — к его созданиям вновь возвращаются звериные инстинкты.

Главная трудность — мозг. Все инстинкты, вредные для человечества, вдруг прорываются и захлестывают его создание злобой, ненавистью или страхом. Но это его не обескураживает — человек формировался тысячелетиями, а его опытам всего двадцать лет. «Всякий раз, как я погружаю живое существо в купель жгучего страдания, я говорю себе: на этот раз я выжгу из него все звериное…» Свои надежды он связывает с операцией над пумой.

Среди прочих зверей Монтгомери привез на остров кроликов и выпустил их на волю — «плодиться и размножаться». Однажды в лесу они с Прендиком обнаруживают растерзанную тушку. Значит, кто-то нарушил закон и попробовал вкус крови. Моро, которому они рассказывают об этом, понимает, какая страшная опасность нависла над ними. Он решает срочно собрать зверо-людей, чтобы наказать того, кто нарушил закон. Придя к месту поселения своих созданий, он протрубил в рог. Быстро собрались шестьдесят три особи. Не хватало только леопардо-человека. Когда он появился наконец, прячась за спинами зверей, Моро спросил своих подопечных: «Что ждет того, кто нарушил Закон?» И хор голосов ответил: он «возвращается в Дом страдания».

Тут леопардо-человек бросился на Моро. Слуга Монтгомери — Млинг — поспешил на помощь, Аеопардо-человек скрылся в чаще, началась погоня. Первым его настигает Прендик, чтобы избавить от Дома страданий. А гиено-свинья, которая следовала за ними, вонзила зубы в шею мертвого леопардо-человека.

Чарльза Прендика глубоко потрясает все увиденное, особенно то, что «дикие, бесцельные исследования увлекали Моро». «Меня охватила странная уверенность, что, несмотря на всю нелепость и необычайность форм, я видел перед собою человеческую жизнь с её переплетением инстинктов, разума и случайностей…»

Атмосфера на острове сгущается. Во время одной из операций над пумой она вырвалась на волю, выдрав из стены крючок, к которому была привязана. Моро отправился на её поиски. В схватке они погибли оба.

Жить на острове становится ещё опаснее. Звери боялись Моро, его хлыста, изобретенного им Закона, а более всего — Дома страданий. Теперь, несмотря на все старания Прендика и Монтгомери, человеко-звери постепенно возвращаются к своим инстинктам. Монтгомери, который уехал на остров вместе с Моро из-за своего пристрастия к спиртному, от пьянства и гибнет. Он напивается сам, поит своего верного слугу и других зверо-людей, пришедших на его зов. Результаты оказались трагичны. Прендик выбежал на шум, клубок зверо-людей распался от звука выстрела, кто-то убежал в темноте. Глазам Прендика открылась страшная картина: волко-человек прокусил горло Монтгомери и сам погиб.

Пока Прендик пытался спасти Монтгомери, от упавшей керосиновой лампы загорелся Дом страданий. С ужасом он видит, что Монтгомери сжег на костре все лодки.

Чарльз Прендик остался на острове один на один с созданиями доктора Моро. А с ними происходит вот что: «их обнаженные тела стали покрываться шерстью, лбы зарастать, а лицо вытягиваться вперед. Но они не опустились вовсе до уровня животных <…>, поскольку они были помесью, то в них проступали как бы общезвериные черты, а иногда и проблески человеческих черт». Соседство с ними становилось все опасней, особенно после того, как гиено-свинья растерзала зверо-собаку, которая оберегала сон Прендика.

Прендик ищет пути спасения. Строительство плота оканчивается крахом. Но однажды ему повезло — к берегу прибило лодку, в которой были мертвые моряки с «Ипекакуаны». Прендик вернулся в нормальный мир. Но оправиться от острова доктора Моро Прендик долго ещё не мог.

«Я не мог убедить себя, что мужчины и женщины, которых я встречал, не были зверьми в человеческом облике, которые пока ещё внешне похожи на людей, но скоро снова начнут изменяться и проявлять свои звериные инстинкты…», «…мне кажется, что под внешней оболочкой скрывается зверь, и передо мной вскоре разыграется тот ужас, который я видел на острове, только ещё в большем масштабе».

Чарльз Прендик не может далее жить в Лондоне. Он удаляется от шума большого города и толпы людей, и к нему постепенно приходит успокоение. Он верит, «что все человеческое, что есть в нас, должно найти утешение и надежду в вечных, всеобъемлющих законах мироздания, а никак не в обыденных, житейских заботах, горестях, страстях».