Mens FBI Agent Desmond jager en morder af unge piger, under et truende øje fra sheriffen og overnaturlig ondskab, er den lokale skønhed Laura Palmer ved at blive rodet ind i en situation som hun ikke kan komme ud fra.

Fra vikingernes oplevelser med fluesvampen til de sydamerikanske indianers oplevelse med kokaplanten. Siden tidernes morgen har mennesket eksperimenteret med sind og sjæl, og da den unge fysiolog Dr. Jessop under en rejse til Mexico finder en meskalinholdig svamp, starter han et frygtindgydende forsøg med sig selv. En dag forvandler en af hans forsøg ham til et slags abemenneske, og kun hans kone, antropologen Emily, kan redde ham.