Randle Patrick McMurphy (Jack Nicholson), tội phạm đang bị tạm giữ tại một trại cải tạo, được chuyển tới trung tâm điều dưỡng tâm thần, thực chất là một bệnh viện tâm thần, vì người ta cho rằng anh có những biểu hiện tâm lý không bình thường. Người phụ trách trung tâm điều dưỡng là Y tá Ratched (Louise Fletcher), một phụ nữ có vẻ ngoài dịu dàng nhưng luôn ngầm dùng kỷ luật sắt để quản lý các bệnh nhân tâm thần. Ban đầu khi vào trại McMurphy tưởng rằng anh sẽ được sống an nhàn trong "trại điều dưỡng" để chờ ngày hết hạn tù, nhưng anh sớm nhận ra quyền lực tuyệt đối của Y tá Ratched có thể sẽ giữ anh lại cái "nhà tù" này mãi mãi, McMurphy bắt đầu tìm mọi cách để chiến thắng sự giám sát của Y tá Ratched.

Trong thời gian ở trại, McMurphy bắt đầu kết bạn với một nhóm bệnh nhân tâm thần loại nhẹ. Họ gồm Billy Bibbit (Brad Dourif), một chàng thanh niên yếu đuối và sợ hãi trước những câu nói ác hiểm của Y tá Ratched, anh phải vào trại vì từng tự tử không thành; "Tù trưởng" ("Chief") Bromden (Will Sampson), một người da đỏ cao lớn nhưng luôn tỏ ra là một người câm điếc. McMurphy tìm thấy ở Bibbit một người em trai mà anh cần giúp để trở nên mạnh mẽ hơn, yêu đời hơn, còn ở Bromden là một người bạn có cùng ước muốn thoát ra khỏi trại tâm thần.

Đêm ngày 10 tháng 12 năm 1963, McMurphy lọt được vào phòng y tá, anh gọi điện cho bạn gái, Candy, đề nghị cô mang rượu đến thăm anh. Các bệnh nhân bắt đầu uống say và chuẩn bị kế hoạch trốn thoát còn Billy biểu lộ cảm tình với bạn gái của McMurphy. Chứng kiến việc đó, McMurphy đã đề nghị Candy ngủ với Bibbit. Sáng hôm sau khi Y tá Ratched chứng kiến toàn bộ sự việc bà lập tức cho các nhân viên lập lại trật tự và trừng phạt Bibbit bằng cách xoáy sâu vào các điểm yếu tâm lý của anh. Không chịu nổi sự tàn nhẫn của Y tá Ratched, Bibbit tự sát, McMurphy chứng kiến cảnh đó đã nổi cơn giận và cố gắng bóp cổ Ratched nhưng nhanh chóng bị các nhân viên của trại điều dưỡng khống chế và đưa đi "trừng phạt". Anh trở về vào ban đêm sau khi trải qua một ca mổ thùy não, khiến anh rơi vào trạng thái sống thực vật. Không muốn bỏ lại người bạn đã tàn phế về mặt tư duy, Bromden dùng gối đè chết McMurphy và trốn thoát bằng cách vác bộ vòi phun bằng đá cực nặng trong phòng trị liệu đập vỡ cửa sổ. Chính McMurphy đã thử vác bộ vòi phun này trước đó (nhưng không thành công) vì anh tin rằng nó sẽ giúp anh trốn khỏi trại tâm thần và nếu không thành công đi nữa thì ít ra anh đã làm thử. Bộ phim kết thúc với hình ảnh mờ dần vào bóng đêm của Bromden.