一切好像是一场梦。在梦里，查理做了“变聪明”的手术，逐渐找回了被遗忘的关于父母和妹妹的童年记忆。在自学很多知识以后，查理精通多种语言，掌握多门科学知识，甚至完成了自己所经历这项实验的研究报告。

真正变聪明之后查理过得并不快乐。因为他发现面包店的朋友是因为嘲笑他才笑得那么开心，并不是因为喜欢他。比克曼大学里的教授和医生也只是把他当作和阿尔吉侬（一只小老鼠）一样的实验对象，没有把他当作一个完整独立的人来尊重。对于爱情的懵懂让他无法自拔，但他却做不到和艾丽斯小姐在一起，他的人格有些分裂且孤独。

显然“变聪明”的事情不怎么靠谱，人工导入智能衰减的速度，与增强的分量直接成正比。很快像实验结论一样，查理的智力开始退化，有点像老年痴呆症。他逐渐忘记学会的东西，读不懂书中的意思，运动神经的功能也开始减弱，无法再进行写作。

最后一切仿佛回到了原点，查理遗忘了那段童年记忆，也忘记了和艾丽斯小姐之间的过往，丧失了生存能力，去了沃伦之家（福利院）。但他再次找回想要变聪明的感觉，那个积极、温暖的查理。