Die Handlung setzt in Deutschland ein. Der Protagonist, Dr. Heiter, entführt an einer Autobahnraststätte einen LKW-Fahrer, den er mit einem Betäubungsgewehr beim Erleichtern im Gebüsch überwältigt hat, in sein Haus. Später sind die zwei Touristinnen Lindsay und Jenny auf dem Weg zu einer Party, als sie auf einer verlassenen Waldstraße eine Reifenpanne haben. Nachdem sie von einem alten Mann belästigt werden, entscheiden sie sich, durch den Wald zu laufen, um irgendwo ein Telefon zu finden und den Pannendienst anzurufen, da ihre Mobiltelefone keinen Empfang haben.
Sie erreichen schließlich das großzügig angelegte Haus von Dr. Heiter, der sie einlässt und nach einem vorgetäuschten Telefonat mit dem Pannendienst mit in Wasser gelösten Medikamenten betäubt. Als sie wieder aufwachen, befinden sie sich in einem OP-Raum im Keller des Hauses. Neben ihnen liegt der LKW-Fahrer, der aber von Dr. Heiter per Giftspritze gerichtet wird, da er in operationstechnischer Hinsicht inkompatibel zu den Frauen ist. Wenig später kehrt Dr. Heiter zu seinen restlichen Gefangenen zurück und bringt den ebenfalls betäubten japanischen Touristen Katsuro mit. Daraufhin erklärt er den Dreien präzise, dass und wie er sie am Mund und After zusammennähen wird, und beginnt mit Vorbereitungen zur Operation. Während er Katsuro und Jenny betäubt, kann Lindsay sich befreien und versucht, zusammen mit Jenny zu fliehen, wird dann aber von Heiter mit einem Betäubungsgewehr angeschossen. Dieser beginnt daraufhin mit der Operation, die er erfolgreich zu Ende führt.
Fortan trainiert er sein „Geschöpf“ wie einen Hund. Während er es ärztlich untersucht, erscheinen die beiden Kriminalpolizisten Kranz und Voller. Heiter verbietet ihnen das Durchsuchen seines Hauses ohne Durchsuchungsanordnung, aber die beiden kündigen an, innerhalb von 20 Minuten mit einer gültigen Durchsuchungsanordnung wiederzukommen und diese dann auch durchzusetzen. Heiters Versuche, sie vorher noch zu betäuben und das hintere sterbende Glied seines "Hundertfüßlers" durch die beiden Polizisten zu ersetzen und damit seine Schöpfung sogar auf 4 Glieder zu erweitern, schlagen aber fehl und er scheint deswegen kurzfristig seine Selbstbeherrschung zu verlieren.
Nachdem die Polizisten das Haus von Dr. Heiter vorerst verlassen haben, verfällt er in Panik und stürmt in den Keller, wo er seine Opfer im Krankenzimmer nicht mehr antrifft. Sie lauern ihm in einem angrenzenden Raum auf und Katsuro sticht ihm dort mit einem Skalpell in Fuß und Knie und macht ihn somit weitgehend fortbewegungsunfähig. Katsuro fordert anschließend die zwei Frauen mit Hilfe erklärender Gesten auf, ihre Bewegungen untereinander zu koordinieren und einen Fluchtversuch zu unternehmen. Sie nehmen jedoch nicht den richtigen Weg und der Fluchtversuch endet im Schlafzimmer des Hauses, welches vorerst eine Sackgasse darstellt, da die Ausgänge von dort nach außen verschlossen sind. Dr. Heiter folgt ihnen, nachdem er den Schock der Verletzung überwunden hat und will seine Kreatur wieder in seine Gewalt bringen.
Als Dr. Heiter sein Trio im Schlafzimmer stellt, entschließt sich Katsuro mit einem Splitter aus einer Glasscheibe, die er kurz zuvor mit einer Nachttischlampe einzuschlagen versuchte, Suizid zu begehen, obwohl eine Flucht oder die Überwältigung von Dr. Heiter mit der Lampe wahrscheinlich möglich wäre. Während Katsuro stirbt, kehren Voller und Kranz zurück und Heiter flüchtet, immer noch geschwächt, in den Swimming-Pool-Raum. Dort ersticht er Voller mit einem Skalpell und erlangt Gewalt über dessen Waffe. Kranz entdeckt währenddessen die Menschenkette im Schlafzimmer und läuft auch in den Poolraum, wo er zuerst von Dr. Heiter angeschossen wird, ihn dann aber noch töten kann, bevor er selbst sterbend in den Pool stürzt. Jenny stirbt an ihrer Blutvergiftung und lässt Lindsay in der Mitte der leblosen Menschenkette allein zurück.
Zwischen den Charakteren herrschen Sprachbarrieren, so spricht und versteht Katsuro lediglich Japanisch, die Amerikanerinnen nur Englisch. Die Dialoge von Dr. Heiter finden sowohl auf Deutsch als auch Englisch statt.
