Lee Ray Oliver es un condenado a muerte al que se le aplica una inyección letal ante una sala de testigos. Al despertarse en la morgue, descubre que sólo le han administrado suero y anestesia. Un neurofarmacólogo, el Dr. Copeland, le dice que tiene que elegir: o bien acepta ser un sujeto humano para un ensayo de drogas experimentales con efectos secundarios potencialmente graves o mortales, o bien recibirá una verdadera inyección letal.

Oliver opta por el ensayo farmacológico, en el que se le administra diariamente un medicamento "calmante" y se le somete a pruebas exhaustivas para ver si disminuyen sus tendencias sociopáticas. En dos ocasiones, Oliver finge estar relajado para adormecer a los guardias y a los científicos en una falsa sensación de tranquilidad, tras lo cual intenta escapar. Primero pide un cigarrillo y luego habla con el Dr. Copeland.

Con el tiempo, la medicina y el asesoramiento psicológico parecen reducir su sociopatología, medida fisiológica y emocionalmente, y Oliver se somete a la "fase dos" del procedimiento, en la que se reintroduce en la sociedad, con una identidad falsa y una apariencia cambiada (se quitan los tatuajes y las cicatrices, se cambia la vestimenta y el peinado).

Oliver está bajo constante vigilancia, pero consigue escapar de la supervisión para intentar hacerse amigo y ayudar a un transeúnte indefenso que fue víctima durante uno de los crímenes pasados de Oliver. Oliver siente ahora un profundo remordimiento por haber disparado al hombre, lo que le dejó discapacitado mentalmente. Aunque el hombre ya no reconoce a Oliver, acepta alegremente los ofrecimientos amistosos. Sin embargo, su hermano, que es el cuidador del hombre, reconoce a Oliver y busca venganza. Simultáneamente, Oliver también es buscado por la mafia rusa, que busca vengarse de Oliver por haber matado al sobrino de un jefe mafioso.

Aunque Oliver avanza en el establecimiento de una nueva vida, consiguiendo un trabajo, manteniendo su ira y violencia bajo control, y desarrollando una relación con una compañera de trabajo (Teresa), su pasado le persigue, y es capturado por el hermano de la víctima, que mata a uno de los supervisores farmacéuticos de Oliver mientras lo secuestra. Esto lleva finalmente a que se envíe un escuadrón de asesinos para acabar con Oliver. El doctor cree que Oliver estaba progresando y no mató al hombre, por lo que intenta ayudarle en secreto, enredándose en la situación. Al final se enteran de que el progreso de Oliver no se debió a la medicina, ya que estaba en un grupo de control que recibió un placebo, sino que se debió al asesoramiento y a la voluntad de Oliver de cambiar. Intentan huir del estado, pero son atrapados por el escuadrón de asalto, que mata a Oliver. Entonces llega la policía y evita que el escuadrón mate al Dr. Copeland.

La película termina con el Dr. Copeland como consejero en un centro juvenil.