Bryan, el hijo del alcalde de Galesburg, Illinois, es brutalmente asesinado en su casa, su cuerpo es encontrado más tarde disecado y posado como un espantapájaros. El policía local John Brady comienza a investigar el asesinato. Mientras tanto, el hijo de John, Pete, un estudiante de último año de secundaria, asiste a un curso en la Universidad de Galesburg con su amigo Oliver. Durante el curso, la profesora Gwen Parkinson proyecta una conferencia de su difunto mentor, el Dr. Le Sange, para quien la difunta madre de Pete, Catherine, trabajó una vez. Después de la conferencia, Pete acepta convertirse en uno de los sujetos de prueba de Gwen con el fin de ganar dinero para sus solicitudes universitarias. Más tarde, Pete asiste a una fiesta en su casa. Durante la fiesta, uno de sus compañeros, Waldo, es apuñalado hasta la muerte fuera por un asaltante enmascarado, y la novia de Waldo, Lucy, es atacada y cae en la piscina. Pete y varios otros se apresuran a salvarla, y el atacante enmascarado huye; en la distancia, se quita la máscara, revelando ser Oliver. Posteriormente, John interroga a Oliver, quien dice que no puede recordar los acontecimientos de la fiesta porque estaba borracho.

Los examinadores médicos observan que el cadáver de Waldo tiene una extraña incisión quirúrgica cerca del ojo y, al examinar las pruebas, John concluye que dos personas diferentes son responsables de los asesinatos de Waldo y Bryan. Mientras tanto, Pete asiste a uno de los estudios de Gwen en un gran laboratorio, que alberga tanto pruebas en humanos como en animales. Gwen hace que Pete se trague una pastilla y repita varias palabras antes de despedirlo. Después, invita a Caroline, una estudiante universitaria que trabaja en la recepción del laboratorio, a una cita, y ambos comienzan rápidamente un romance. Al día siguiente, una mujer encuentra a su hijo, Timothy, siendo desmembrado en su baño por una joven desconocida; llama a la policía antes de ser apuñalada, y se las arregla para contarle a su amiga Mildred por teléfono escasos detalles sobre la apariencia de las chicas antes de ser degollada.

John, sospechando que la agresora puede ser uno de los sujetos de prueba de Gwen, se enfrenta a Gwen en el laboratorio, sin saber que Pete está en una de las salas de prueba, atado a una silla. Después de que John se vaya, Gwen reanuda la sesión, en la que inyecta un líquido en el ojo de Pete. Después de despertarse y ser despedido, Pete va a cenar con Caroline, pero se pone violentamente enfermo y empieza a orinar sangre. Mientras tanto, John tiene una conversación con su novia, Barbara, sobre los asesinatos: Deduce que cada una de las víctimas son hijos de hombres que anteriormente colaboraron con John para investigar los experimentos poco éticos de Le Sange, y cree que Le Sange está de hecho vivo, decretando una venganza. Barbara sigue a John hasta el cementerio, donde irrumpe en la cripta de Le Sange, y encuentra el ataúd vacío, excepto por dos piernas esqueléticas. John y Barbara regresan a casa y encuentran a un Pete confundido junto a Caroline.

John recupera una escopeta y se dirige a la universidad. Mientras tanto, Bárbara cuenta a Pete y Caroline cómo la madre de Pete, Catherine, actuó de forma extraña durante su empleo bajo Le Sange, y que su posterior e inexplicable muerte desestimó la investigación inicial de John sobre el programa. Pete y Caroline deciden seguir a John hasta la universidad. Pete entra en una cámara donde John se comunica con Gwen, que aparece en un pequeño televisor. Gwen ordena a Pete, ahora aturdido por sus métodos de control mental, que coja la pistola de su padre. Gwen aparece en la habitación, tras lo cual entra un anciano sin piernas y en silla de ruedas, que se revela como Le Sange disfrazado de anciano. Le Sange explica que sus métodos de control mental ayudarán al mundo, antes de proceder a instruir a Pete para que se corte las muñecas, lo que hace, antes de instruirle para que apuñale a su padre hasta la muerte. Pete responde apuñalando a Le Sange en la garganta, y declarando que él "es su padre", revelando que la madre de Pete, Catherine, tuvo una aventura con Le Sange, y que John no es realmente el padre biológico de Pete. Posteriormente llega la policía y Gwen es arrestada.

Tiempo después, Pete, curado del experimento, asiste a la boda de su padre con Bárbara con Caroline.