Дія відбувається в СРСР влітку 1928 г. Владимир Іпатійович Персиков, професор зоології IV державного університету і директор Московського зооінстітута, абсолютно несподівано для себе робить наукове відкриття величезної важливості: в окулярі мікроскопа при випадковому русі дзеркала і об'єктива він бачить незвичайний промінь - «промінь життя» , як називає його згодом асистент професора приват-доцент Петро Степанович Іванов. Під впливом цього променя звичайні амеби поводяться дивним чином: йде шалений, перекидний все природничо-наукові закони розмноження; знову народжені амеби люто накидаються один на одного, рвуть на шматки і ковтають; перемагають кращі і найсильніші, і ці кращі жахливі: в два рази перевищують розмірами звичайні екземпляри і, крім того, відрізняються якоюсь особливою злістю і жвавістю.
За допомогою системи лінз і дзеркал приват-доцент Іванов споруджує кілька камер, в яких в збільшеному вигляді поза мікроскопа отримує такий же, але більш потужний промінь, і вчені ставлять досліди з ікрою жаб. Протягом двох діб з ікринок вилуплюються тисячі пуголовків, за добу виростають в таких злих і ненажерливих жаб, що одна половина тут же пожирає іншу, а що залишилися в живих за два дні без жодного променя виводять нове, абсолютно незліченну потомство. Чутки про досліди професора Персикова просочуються до друку.
В цей же час в країні починається дивна, невідоме науці куряча хвороба: заразившись цією хворобою, курка протягом декількох годин гине. Професор Персиков входить до складу надзвичайної комісії по боротьбі з курячої чумою. Проте через два тижні на території Радянського Союзу вимирають всі кури до однієї.
У кабінеті професора Персикова з'являється Олександр Семенович Рокк, щойно призначений завідувачем показовим радгоспом «Червоний промінь», з «папером з Кремля», в якій професору пропонується надати сконструйовані їм камери в розпорядження Рокка «для підняття куроводству в країні». Професор застерігає Рокка, кажучи, що властивості променя ще недостатньо добре вивчені, проте Рокк абсолютно впевнений, що все буде в порядку і він швидко виведе прекрасних курчат. Люди Рокка відвозять три великі камери, залишивши професору його першу, маленьку камеру.
Професор Персиков для своїх дослідів виписує з-за кордону яйця тропічних тварин - анаконд, пітонів, страусів, крокодилів. У той же час Рокк для відродження куроводству також з-за кордону виписує курячі яйця. І відбувається жахливе: замовлення виявляються переплутаними, і в смоленський радгосп приходить посилка зі зміїними, крокодилячі і страусиними яйцями. Ні про що не підозрюючи Рокк поміщає незвичайно великі і якісь дивні на вигляд яйця в камери, і тут же в околицях радгоспу замовкають всі жаби, знімаються з місця і відлітають геть всі птахи, включаючи горобців, а в сусідньому селі починають тужливо вити собаки . Через кілька днів з яєць починають вилуплюватися крокодили і змії. Одна із змій, що виросла до вечора до неймовірних розмірів, нападає на дружину Рокка Маню, яка стає першою жертвою цього жахливого непорозуміння. Миттєво посивілий Рокк, на очах якого сталося це нещастя, з'явившись в управління ГПУ, розповідає про жахливий випадок в радгоспі, проте співробітники ГПУ вважають його розповідь плодом галюцинації. Однак, приїхавши в радгосп, вони з жахом бачать величезну кількість гігантських змій, а також крокодилів і страусів. Обидва уповноважених ГПУ гинуть.
У країні відбуваються жахливі події: артилерія обстрілює Можайський ліс, громлячи поклади крокодилячих яєць, в околицях Можайська йдуть бої з страусовим зграями, величезні полчища плазунів із заходу, південного заходу і з півдня наближаються до Москви. Людські жертви незчисленні. Починається евакуація населення з Москви, місто повне біженців зі Смоленської губернії, в столиці вводиться військовий стан. Бідний професор Персиків гине від рук розлюченого натовпу, яка вважає його винуватцем всіх обрушилися на країну нещасть.
В ніч з 19 на 20 серпня несподіваний і нечуваний мороз, досягнувши -18 градусів, тримається дві доби і рятує столицю від жахливого навали. Ліси, поля, болота завалені різнокольоровими яйцями, покритими дивним малюнком, але вже зовсім нешкідливими: мороз убив зародків. На неозорих просторах землі гниють незліченні трупи крокодилів, змій, страусів неймовірних розмірів. Однак до весни 1929 армія призводить все в порядок, ліси і поля розчищає, а трупи спалює.
Про незвичайному промені і катастрофи довго ще говорить і пише весь світ, проте чарівний промінь отримати знову вже нікому не вдається, не виключаючи і приват-доцента Іванова.