Capturé dans la jungle africaine, un chimpanzé devient le sujet d'une expérience en psychologie animale dans une université américaine. Une jeune femme, Teresa, apprend au singe, qu'elle a appelé Virgil, les rudiments d'un système de communication par signes. Virgil est ensuite envoyé dans un centre de recherches de l'aviation où il sert de cobaye, avec certains de ses congénères, pour tester des conditions de vol difficiles. Il trouve là un ami et protecteur en la personne de Jimmy Garrett, un apprenti-pilote. Celui-ci découvre que les singes doivent être soumis à des radiations nucléaires au cours des essais et s'efforce de sauver Virgil de ce sort affreux.