Will Rodman (James Franco) ist ein junger, engagierter Wissenschaftler, der zusammen mit seinem Vater (John Lithgow), ebenfalls ein Forscher, Heilmittel für Menschen erforscht. Ein vielversprechendes Mittel, in das Will viele Hoffnungen setzt, testet er in einem hochmodernen Labor an Affen. Ein besonderer Affe namens Caesar (Andy Serkis) wächst ihm dabei ans Herz. Das Mittel scheint zu funktionieren. Doch plötzlich ruft es noch ganz andere, unerwartete Reaktionen hervor. Die Primatenforscherin Caroline (Freida Pinto) unterstützt Will auf der Suche nach den Ursachen – und den Folgen!