Le défunt Dr Campbell faisait des expériences avec du sang de chauve-souris vampire juste avant sa mort. Son collègue Paul Beecher (Beal) trouve un flacon de pilules parmi les effets du Dr Campbell et les emporte chez lui. La fille du Dr Beecher, Betsy (Lydia Reed), substitue accidentellement les pilules de sang de vampire aux comprimés de migraine de son père. En conséquence, le gentil Dr Beecher commence à avoir des trous de mémoire à cause des pilules.
Lors d’une consultation avec la patiente Marion Wilkins (Ann Staunton), Paul se sent mal et lui demande de revenir le lendemain. Le lendemain matin, il reçoit un appel téléphonique l’informant que Marion est devenue progressivement malade. Lorsqu’il se rend chez elle, il la trouve terrifiée par sa présence, et elle meurt subitement. Sur son cou, Paul trouve deux blessures par piqûre.
Inquiet de ses récents trous de mémoire, Paul retourne au laboratoire de Campbell où il parle avec son collègue, Will Beaumont (Dabbs Greer). Will explique à Paul que les recherches du Dr Campbell consistent à faire régresser l’esprit des animaux jusqu’à un état primitif, puis à inverser et à faire progresser le processus. Le lendemain matin, Henry (James Griffith) est mystérieusement retrouvé mort avec les mêmes blessures par perforation et une désintégration inexplicable des tissus sur son cou. Plus tard, Paul est appelé à l’hôpital pour effectuer une intervention chirurgicale d’urgence, mais il est incapable de se concentrer et doit quitter la salle d’opération.
Lorsque Paul réalise qu’il est responsable de la série de meurtres locaux – qu’il a commis pendant ses trous de mémoire – il s’arrange pour que Betsy reste chez une tante pour sa propre sécurité. Paul confronte à nouveau Will au sujet des pilules, mais ce dernier suppose que Paul est dans un état délirant. Il accepte de rester avec Paul pour le calmer, et enferme le flacon de pilules dans un tiroir. Pendant la nuit, Will assiste à la transformation de Paul en vampire ; Paul assassine ensuite Will et se débarrasse de son corps dans un four.
Le lendemain, le shérif Buck Donnelly (Kenneth Tobey) – soupçonnant Will de se livrer à des expériences humaines – va l’interroger. Au laboratoire, Buck trouve un enregistreur audio qui contient un enregistrement du meurtre de Will. Pendant ce temps, Carol Butler (Gray), l’infirmière de Paul, ouvre son bureau lorsqu’elle est confrontée à Paul, qui lui demande instamment de rentrer chez lui. Avant de partir, elle remarque une fiole de poison et comprend que Paul a peut-être l’intention de se suicider. Avant de pouvoir partir, elle voit Paul se transformer en vampire. Buck arrive peu après et voit Carol s’enfuir avec Paul à sa poursuite. Elle court dans une prairie où elle est attaquée par Paul, mais Buck la suit et parvient à tuer Paul d’une balle. Après sa mort, son corps monstrueux reprend son apparence normale.