Le professeur Preobrajenski réalise une expérience : il greffe sur un chien abandonné le cerveau d'un homme peu recommandable. L'expérience réussit et le chien Charik devient l'homme Charikov. Sa conduite fruste voire arrogante devient vite inquiétante et le professeur finira par faire une nouvelle opération qui retransformera l'homme en chien. L'action se situe dans les années 22-25 dont on nous montre avec humour la vie quotidienne vue tantôt par le chien prolétaire, tantôt par le bourgeois professeur.
« Vladimir Bortko – le réalisateur dominant dans le courant des adaptations littéraires contemporaines russes – s’est fait un nom avec la version révolutionnaire de Cœur de chien de Boulgakov en 1988, qui a ouvert le chemin du retour au cinéma d’œuvres classiques, longtemps bannies ou tombées en disgrâce. » Catharine Theimer Nepomnyashchy, Re-Visioning the Past : Russian Literary Classics in Film, World Literature Today. 85.6 (November-December 2011)
« Le réalisateur Vladimir Bortko a fait une adaptation exemplaire du roman de Boulgakov… Il a évité de faire de changements majeurs, en plus, presque tous les dialogues dans le film ont été pris directement du livre. Les acteurs ont tous donné le meilleur d’eux mêmes : ... [les personnages] semblent sortir des pages du roman. (...) Le film a été tourné en sépia ce qui évoque l’époque postrévolutionnaire. Les plans pseudo-historiques de Leningrad savamment intégrés dans le film complètent l’illusion d’authenticité et créent l’effet d’immersion dans l’époque. » kinomind.net
Bien que ce film ait été d'abord fait pour la télévision, il a été montré dans les salles de cinéma et a eu beaucoup de succès.