故事發生在19世紀初期，一搜帆船在北冰洋探險時擱淺在了冰層中，，這時候男主角維克託奄奄一息從迷霧中走了出來，警告船長附近遊蕩著怪物，船長並不相信，於是維克託跟他講起了自己的故事，維克託從小生長在一個富裕的大家庭裡，有一個青梅竹馬的女朋友，在母親因為難產去世後，他便立志成為醫生，並且成功進入了醫學院。
入學不久之後，維克託挑戰了老師權威，提出醫學應該質疑常識，研究人類永生的方法被老師斥為異端，但另一位老教授卻很欣賞維克託的想法，原來老教授之前也曾經嘗試復活人類，他甚至用針灸電流等等方法，讓一隻猩猩的斷臂重新恢復了生命力，距離復活人類近在咫尺，但就在這時，老教授在一次行醫的時候被一個愚昧的暴民刺殺，意外身亡了，維克託繼承了教授的成果，參照著他留下的筆記改良了實驗方法，結果成功讓一隻青蛙復活了過來。
後來他如法炮製，收購了許多屍體上的器官把他們縫合在一起，再加以電流的刺激，製造出了一個面目可憎的人形怪物，實驗成功之後，維克託才意識到自己做出了多麼瘋狂的舉動，被親手創造的怪物嚇得東躲西藏，後來怪物穿走維克託的外套跑到了大街上，來到大街上的怪物因為長相醜陋受到了市民的敵視被趕出了城市，後來他躲進了一個老農家的豬圈裡藏了起來。
第二天地主來到農民家裡，因為田租問題毆打了他一頓，怪物路見不平衝出來殺死了地主，獲得了老農民的感激，但農民兒子回來時，不由分說就把怪物打了出去，怪物一心善待別人，結果總被惡意對待，悲憤交加，他從外套裡面找到了維克託的實驗筆記，知道了自己被創造的全過程，對導致自己不幸的維克託懷恨在心，要讓他付出代價，他先趕到維克託家殺死了他的弟弟，然後又把弟弟的吊飾栽贓給了維克託的女僕。
第二天治安官認為女僕就是兇手，便把她處死了，當晚怪物找到維克託說自己有善惡兩種人格，如果善良不能滿足就會作惡，所以維克託得為自己拼湊一個女伴，他們之間沒有歧視，可以一起生活在北極，維克託回家後就開始著手復活女人，但怪物卻指名要復活剛剛死去的女僕，這個女僕從小和維克託生活在一起，而且還曾經暗戀過維克託，所以維克託拒絕了怪物，兩人再次決裂了，當晚怪物趁維克託不備，溜進房裡殺死了他的女友。
維克託悲憤不已，發誓一定要把女友救回來，他給女友替換了損傷的器官，然後啟動機器成功復活了他，這時候怪物也趕了過來，呼喚維克託的女友進入自己的懷抱，女友因為剛剛復活神智模糊，所以不知道該選擇跟自己外形相似的怪物，還是有些朦朧回憶的維克託，於是怪物和維克託對她展開了爭奪，爭鬥中女友的情緒崩潰了，她舉起油燈燒死了自己，也燒毀了維克多的家。
接著維克託的回憶就結束了，他告訴船長，從那之後自己就一路追殺著怪物，一直追到了北冰洋，但現在的維克託已經透支了全部體力，不久之後就死去了，不久怪物也找到了船長，他在心裡其實一直把維克託視為父親，所以在得知他的死訊後，流下了眼淚還為他準備了葬禮，這時冰面突然開始融化，水手們都登上了船，讓怪物跟自己一起離開，但怪物選擇和維克託的遺體待在一起，並且放火讓自己隨維克託一起化成了灰燼。
船長目睹這些後，起航返回了歐洲，並把故事講述給人們聽，這部電影改編自瑪麗·雪萊創作於1818年的小說，瑪麗·雪萊是著名詩人雪萊的夫人，而《科學怪人》則是世界第一部真正意義上的科幻小說，小說情節跟電影類似，都是科學怪人維克託·弗蘭肯斯坦用電激屍塊的故事，有趣的是，因為小說中自始至終都沒有為怪物起名字，許多人在讀後都誤以為弗蘭肯斯坦就是怪物的名字，後來以訛傳訛，竟然導致弗蘭肯斯坦成了怪物的同義詞。