因失憶被關入精神病院的醫生人見廣介（吉田輝雄飾）始終為腦中盤旋的搖籃曲困擾。逃脫醫院后，他偶遇哼唱該曲的女孩初代（由美てる子飾），卻目睹對方在自己面前遇害。背負殺人罪名逃亡的廣介，從報紙得知與他容貌相同的菰田源三郎（吉田輝雄飾）死亡的消息，遂冒充其身份重返菰田家。發現源三郎父親丈五郎（土方巽飾）因佝僂病離群索居于海上孤島后，廣介與仆人前往探訪。在源三郎之妻遇害的疑云驅使下，二人登上小島，目睹丈五郎秘密豢養的畸形人族群，并揭開其利用活體實驗創造"奇形人間"的恐怖真相。廣介逐漸意識到自身記憶缺失與畸形人實驗存在關聯，最終在身份錯位的迷霧中直面人性異化的終極恐懼。