赫德是位非常有名气的科学家，在他住的小楼里，一楼二楼是实验室，他和妻子苏妮住在三楼。这天他工作到午夜，才拖着疲惫的身子回到卧室，躺在苏妮身边沉沉睡去。
可怕的实验也不知过了多久，赫德突然剧烈地喘息起来，身子不停地扭动，好像在做一个可怕的梦，苏妮被惊醒，急忙起身打开床头灯，推醒赫德，问他怎么了。赫德腾地坐起，犹自惊魂未定，说：“我梦到了那些可恶的老鼠，吓死我了。”
苏妮长出一口气，笑着说：“你整天跟老鼠在一起，梦到它们也没什么啊。别怕，睡吧。”
赫德的地下实验室里，养着几百只从各种地方搜集来的各个品种的老鼠。他最近的科研课题，就是老鼠的梦境与老鼠的生活之间的关系。赫德擦了一把额上的冷汗，心有余悸地说：“我研究了这么久，虽然做过关于老鼠的梦，但没有一次如此可怕又如此真实，我……”
苏妮感觉到了事情的不寻常。苏妮今年三十三岁，比赫德小了十六岁，五年前她嫁给赫德，她不但是赫德的妻子，还是他的好助手。这几年来，她从没见过赫德如此失态。她跳下床来，将所有的灯打开，刹那间，屋子里亮如白昼。她柔声说：“亲爱的，那只是一场梦，不要去想了，让我给你放首音乐吧……”
赫德摇摇头，突然跳下床赤着脚就往一楼跑，苏妮急忙跟了上去。一打开实验室的门，里面便传出一片窸窸窣窣的声音，整个空间弥漫着一股说不出来的味道，阴森可怖。赫德来到一个笼子前，里面那只硕大的灰鼠本来像是睡着了，趴在那里一动不动，在赫德蹲下身子的一瞬间，突然弹跳起来，扑在笼子上，冲赫德咧开嘴，做威胁状。看着它那双闪着幽光的小眼睛，赫德心里一寒。
刚才梦里出现的就是它，他叫它布雷。布雷来自西部的贫民区，被人从肮脏的下水道里抓来给他。它性子暴躁，攻击性很强。四个月前，赫德在它专门负责忘记和学习的海马区内植入了微电极，对它的大脑神经元放电进行监测。这是一只十分强悍的老鼠，即使在它的梦境里，它的生活也充满了杀戮。
赫德盯着布雷，一丝恐惧的感觉慢慢自脊柱升起。布雷冷酷的眼睛里，似乎有一种征服的欲望——它想征服自己吗？赫德觉得无比好笑，不由自主地笑出声来，声音越来越大，变得歇斯底里。苏妮惊慌地问他怎么了，可赫德好像没听到她的话一样，苏妮急了，抬手给了赫德一个耳光。
赫德的笑声戛然而止，他看着苏妮，好半天才颤抖着声音说：“你知道我梦见了什么？我梦见了它——布雷，就在这间研究室里，一道强光从墙里钻进来，打在布雷身上，然后它变了，变得比我还要高大，它撕开笼子射出来，将我按在地上，让我动弹不得，它用它的小眼睛死死盯着我——天啊，从它的眼睛里我看到了死神的影子……”
苏妮紧紧抱住他，她的身子也在发抖，但依然镇定地说：“亲爱的，那只是梦，真的，那只是梦……”
“那不是梦！”赫德突然狂叫起来，“它的爪子差点撕裂我的身体，我感觉得到那痛彻心肺的疼痛，现在还能感觉得到。我要杀了这该死的老鼠。”赫德推开苏妮，冲到实验台，抓起上面的一支麻醉枪，将麻醉针射入布雷的身体里，布雷倒下后，他打开笼子取出它，用匕首切下了它的头。
当他做完这一切，才发现苏妮面色惨白，苏妮小声说：“赫德，你……太疯狂了！我要告知乔治。”
乔治是赫德的学生，在某些研究领域，他甚至超越了赫德，两人与其说是老师和学生关系，不如说是朋友更恰当。所以苏妮这时候要向乔治求助。乔治连夜赶来，可他觉得老师没有问题，他安慰苏妮说，这只是一个意外。苏妮却吓坏了，第二天一大早，便和乔治带着赫德来到了医院，医生为赫德做了全身检查和精神上的测试，结果表明赫德一切正常。他们告诉赫德，他可能是太累了，以致于产生了幻觉，只要休息一下就会好起来。苏妮和乔治挽着赫德走出医院，阳光暖暖地照射在他们身上，车辆飞驰而过，忙碌的人们脚步匆匆，正是一个阳光下的美好世界。赫德突然笑了，说：“夜里我怎么会那么失态？我竟然被一个梦吓成那个样子？而我们正是梦的专家啊。”
苏妮不无忧虑，她说：“亲爱的，你确实太累了，要不，我们去旅行，放松一下？”
赫德哈哈大笑：“你知道工作是我的最爱，还有什么比工作更能让我放松的？真可惜，我竟然杀死了布雷，幸好它的资料已经完成得差不多了。”
这一天，赫德一直留在实验室里，到了晚上，苏妮站在一楼门口叫他，说他该休息了。赫德大声说：“不，我要再工作几个小时。亲爱的，这只小雌鼠太有趣了，它来自一间百老汇剧院里，你知道它做的梦是怎样的吗？哈哈哈，它居然梦到它身披最美丽的礼服，如一个女王一般，在一片鲜花的海洋里徜徉，无数的老鼠们在为它祝福……”
苏妮不由分说将他从一楼里拉上来，告诫他说要多休息。她为他准备了很丰盛的晚餐，还打开了一瓶白兰地。晚餐之后，他们一起看了电视，然后上床熄灯睡觉。不知怎地，赫德翻来覆去，直到午夜，他才迷迷糊糊地睡过去。也不知过了多久，他觉得自己置身于一楼，被关在一个笼子里，而身边的笼子里关着苏妮、他的父母、苏妮的父母、他的朋友们……他的面前，是一座山样的东西，他睁大眼睛看清了这东西，不由得发出一声惨叫——这东西正是被他杀死的布雷。布雷正狞笑着，一只爪子里捏着一枚东西，赫德认得那是他研究老鼠用的微电极，布雷竟然发出人声，说要将这东西植入他的脑袋里，它要拿他做研究的对象……布雷说着举起了锋利的手术刀……
赫德被苏妮叫醒后，还在不可抑制地狂叫，那一切如此真实，就像刚才真切地发生过，每一个细节都历历在目。他发狂地冲到实验室，要毁掉这些可恶的老鼠，苏妮拼命地拦住他，大喊道：“不要啊，这都是你的心血，你会后悔的。”
赫德从疯狂中醒悟，呆了半晌，抱着苏妮哭了起来。
他们找了好几个医疗专家，可是一切的检查和分析结果表明，赫德没有问题，唯一的解释是他出现了短暂的幻觉。专家们强烈要求他离开工作，休息一段时间。这次，赫德听从了他们的劝告，他带着苏妮去了夏威夷，两人在那里度过了一周的美好时光。赫德再也没做过令他恐惧的噩梦。
他的研究工作已近尾声，从夏威夷回来后，赫德迫不及待地重新开始他的研究。那天，他兴高采烈地告诉苏妮，准备庆祝吧，再有几个小时，他将结束所有的研究，他终于可以摆脱这些该死的老鼠了。苏妮高兴地出去采购东西，准备晚餐。
赫德做好最后的工作，高兴得像个孩子一样跳起来，然后跳上台阶，用力一把推开门，只听得苏妮一声惨叫，倒在地上。原来是赫德的动作过猛，将刚来到门前为他送咖啡的苏妮撞倒在地，苏妮脑袋上红肿了一大块，已经昏了过去，地上有一大摊散发着热气的咖啡。
赫德急忙将苏妮抱进卧室，将她放在床上，然后打了急救电话。他想应该用冰块帮她敷一下额头，于是去了厨房，找了半天，他才找到冰块，就在这时，他听到苏妮歇斯底里的大叫声，他不知道发生了什么事，扔下冰块就往卧室跑，进了卧室，正好见到惊心动魄的一幕：苏妮面无人色地大叫着，双眼直勾勾地冲到窗前，撞碎窗玻璃，就那么跳了下去。
赫德惊呆了，来到窗前一看，苏妮的身体被栅栏的尖刺穿透，鲜血狂涌而出，身体一下下地颤动着。赫德跑到楼下，苏妮还没咽气，用微弱的声音说：“你害了我……你的枕头……”没说完就昏了过去。
赫德不明白她在说什么，只大声地呼唤着她的名字。仿佛过了一个世纪那么久，救护车终于赶到了，他们费尽力气将苏妮从栅栏上取下来，可救护车没到医院，苏妮已经因失血过多而死了。赫德痛不欲生，趴在苏妮的尸体上号啕大哭，突然他跳起来冲出医院，回到家里的仓房，取出一桶汽油直奔实验室，把汽油浇到那些笼子里的老鼠身上，歇斯底里地大叫道：“你们这些该死的老鼠，是你们害死了苏妮，我要烧死你们……”
赫德颤抖着手打着火机，突然火机被人抢走，原来是一名警察，警察怀疑这是一起谋杀，他们封锁了这间屋子，并且要求赫德协助调查。
赫德终于镇定下来，他把事情的前后说了一遍，最后哭着说：“噩梦一直发生在我身上，为什么这一次会害了苏妮？她一定是受到了那些老鼠的左右，才陷入疯狂的，才会不顾一切地跳下去。天啊，为什么死的不是我？”
闻讯赶来的乔治证实了赫德所说的一切，还说给赫德诊断的医生也可以作证。就在这时，警官埃克拿着一份文件，奇怪地问赫德：“难道你有预感自己会死吗？为什么你要立下这份遗嘱？”
赫德愣住了，他并没有立过什么遗嘱啊？他抢过文件一看，那是一份打印件，上面以他的口吻说，他饱受噩梦困扰，他知道那不是梦，那是老鼠的意志，老鼠们想反过来控制他，想让他死……如果这一天真的到来了，他把所有的财产留给苏妮，他未完的研究由乔治来完成。文件下面是他的亲笔签名。除此之外，还有一份巨额保单，上面写着受益人是苏妮。
赫德脑子乱成一团，为什么他不知道这些？难道……
如果死的是他，这件事情就有了答案，他深爱着的苏妮想谋杀他，得到他的财产，可是死的是苏妮，这结论就是错误的。他突然想起苏妮临终前的话，苏妮说：“你害了我……你的枕头……”难道跟他的枕头有关？
赫德把这番话对警官埃克说了，埃克若有所思，一旁的乔治脸色大变，想借故离开，却被埃克拦住了，埃克奇怪地问：“刚才你为什么想动那个枕头？难道枕头里有什么秘密吗？”
埃克撕开赫德的枕头，在里面找到一枚小小的磁片。乔治面如土色，刚才他想偷偷取走磁片，却因警察在场未能成功。赫德惊呆了，他抓住乔治的衣领大叫：“我做的那些梦都是你制造出来的？是你想害我？”
乔治腿一软坐在了地上。事到如今，不由得他不招供。不久前，乔治在梦境研究上跨出了一大步，他可以把设定好的梦境输入磁片，磁片可以发出微弱的信息，只要放在人的脑下，人在睡眠状态下就会接受梦境，梦境就像真实发生的事情一样……苏妮是个爱慕虚荣的女子，嫁给赫德之后，发现和他一起生活毫无情趣。
想离婚又舍不得赫德的财产，乔治看透此点，跟苏妮勾搭成奸，虽然自己已经有了研究成果，却还想图谋赫德对老鼠的研究。他让赫德做的前两个梦，就是想告诉别人，赫德的精神出了问题，那么他自杀时别人就会容易接受了。赫德的研究即将结束，乔治决定弄死他，他让苏妮将磁片放入赫德的枕下，没想到赫德不小心撞晕了她，将她放在床上自己睡觉的位置，苏妮昏迷中受了磁片的指引，于是跳楼而死……
原来，这一切不关老鼠的事，真正的鼠辈是他身边贪婪的人。赫德愤怒地盯着乔治，恍惚间，他觉得那不是乔治，而是被他切去脑袋的布雷，他忍不住大叫一声：“啊……”