Действие происходит в СССР летом 1928 г. Владимир Ипатьевич Персиков, профессор зоологии IV государственного университета и директор Московского зооинститута, совершенно неожиданно для себя делает научное открытие огромной важности: в окуляре микроскопа при случайном движении зеркала и объектива он видит необыкновенный луч — «луч жизни», как называет его впоследствии ассистент профессора приват-доцент Петр Степанович Иванов. Под воздействием этого луча обычные амёбы ведут себя страннейшим образом: идёт бешеное, опрокидывающее все естественнонаучные законы размножение; вновь рождённые амёбы яростно набрасываются друг на друга, рвут в клочья и глотают; побеждают лучшие и сильнейшие, и эти лучшие ужасны: в два раза превышают размерами обычные экземпляры и, кроме того, отличаются какой-то особенной злобой и резвостью.

При помощи системы линз и зеркал приват-доцент Иванов сооружает несколько камер, в которых в увеличенном виде вне микроскопа получает такой же, но более мощный луч, и учёные ставят опыты с икрой лягушек. В течение двух суток из икринок вылупливаются тысячи головастиков, за сутки вырастающих в таких злых и прожорливых лягушек, что одна половина тут же пожирает другую, а оставшиеся в живых за два дня безо всякого луча выводят новое, совершенно бесчисленное потомство. Слухи об опытах профессора Персикова просачиваются в печать.

В это же время в стране начинается странная, не известная науке куриная болезнь: заразившись этой болезнью, курица в течение нескольких часов погибает. Профессор Персиков входит в состав чрезвычайной комиссии по борьбе с куриной чумой. Тем не менее через две недели на территории Советского Союза вымирают все куры до одной.

В кабинете профессора Персикова появляется Александр Семенович Рокк, только что назначенный заведующим показательным совхозом «Красный луч», с «бумагой из Кремля», в которой профессору предлагается предоставить сконструированные им камеры в распоряжение Рокка «для поднятия куроводства в стране». Профессор предостерегает Рокка, говоря, что свойства луча ещё недостаточно хорошо изучены, однако Рокк совершенно уверен, что все будет в порядке и он быстро выведет прекрасных цыплят. Люди Рокка увозят три большие камеры, оставив профессору его первую, маленькую камеру.

Профессор Персиков для своих опытов выписывает из-за границы яйца тропических животных — анаконд, питонов, страусов, крокодилов. В то же время Рокк для возрождения куроводства также из-за границы выписывает куриные яйца. И происходит ужасное: заказы оказываются перепутанными, и в смоленский совхоз приходит посылка со змеиными, крокодильими и страусиными яйцами. Ни о чем не подозревающий Рокк помещает необыкновенно крупные и какие-то странные на вид яйца в камеры, и тут же в окрестностях совхоза умолкают все лягушки, снимаются с места и улетают прочь все птицы, включая воробьёв, а в соседней деревне начинают тоскливо выть собаки. Через несколько дней из яиц начинают вылупливаться крокодилы и змеи. Одна из змей, выросшая к вечеру до невероятных размеров, нападает на жену Рокка Маню, которая становится первой жертвой этого чудовищного недоразумения. Мгновенно поседевший Рокк, на глазах которого произошло это несчастье, явившись в управление ГПУ, рассказывает о чудовищном происшествии в совхозе, однако сотрудники ГПУ считают его рассказ плодом галлюцинации. Однако, приехав в совхоз, они с ужасом видят огромное количество гигантских змей, а также крокодилов и страусов. Оба уполномоченных ГПУ погибают.

В стране происходят ужасные события: артиллерия обстреливает можайский лес, громя залежи крокодильих яиц, в окрестностях Можайска идут бои со страусовыми стаями, огромные полчища пресмыкающихся с запада, юго-запада и с юга приближаются к Москве. Человеческие жертвы неисчислимы. Начинается эвакуация населения из Москвы, город полон беженцев из Смоленской губернии, в столице вводится военное положение. Бедный профессор Персиков погибает от рук разъярённой толпы, считающей его виновником всех обрушившихся на страну несчастий.

В ночь с 19 на 20 августа неожиданный и неслыханный мороз, достигнув −18 градусов, держится двое суток и спасает столицу от ужасного нашествия. Леса, поля, болота завалены разноцветными яйцами, покрытыми странным рисунком, но уже совершенно безвредными: мороз убил зародышей. На необозримых пространствах земли гниют бесчисленные трупы крокодилов, змей, страусов невероятных размеров. Однако к весне 1929 г. армия приводит все в порядок, леса и поля расчищает, а трупы сжигает.

О необыкновенном луче и катастрофе долго ещё говорит и пишет весь мир, тем не менее волшебный луч получить вновь уже никому не удаётся, не исключая и приват-доцента Иванова.