剧情以两位美国女孩詹妮弗、林赛的遭遇展开。因深夜迷路误入赫特博士的偏僻别墅，她们与此前被囚禁的日本男子田口一同成为实验对象。赫特博士以“治疗”为借口将三人麻醉，随即实施了他的“人体蜈蚣”计划：手术中，他将田口作为“头部”，切断其膝盖使身体弯曲；林赛作为“中段”，嘴巴被缝合在田口的肛门上；詹妮弗作为“尾部”，嘴巴缝合在林赛的肛门上。三人失去行动能力，只能通过前一个人的排泄获取“营养”，成为被剥夺尊严的“活体器官”。
实验后的“蜈蚣”状态构成了影片的核心冲突。田口作为唯一保留部分自主意识的“头部”，试图反抗却被赫特博士用药物与暴力压制；林赛与詹妮弗则陷入彻底的生理与心理崩溃——她们不仅要承受缝合处的剧痛、消化系统的紊乱，更要面对“被物化”的绝望：法言语、法自主排泄，甚至连死亡都成为奢侈。赫特博士则以“造物主”自居，通过监控观察“作品”的“运作”，其冷静的态度与受害者的痛苦形成残酷对比，暴露了权力异化下的人性泯灭。
影片结局以警察的介入推向高潮。赫特博士在与警察的对峙中被击毙，而“人体蜈蚣”并未获得脱：田口因法承受痛苦选择自杀；詹妮弗因器官衰竭死亡；林赛成为唯一的幸存者，却永远留下了身体与精神的双重创伤。这一结局从未提供“救赎”可能——实验的伤害是不可逆的，人性的恶一旦释放，便只能留下法缝合的裂痕。
从剧情内核看，《人体蜈蚣1》并非单纯的血腥展示，而是通过极端设定构“医学伦理”与“人性边界”：当科学失去敬畏，当权力失去约束，所谓的“创造”不过是对生命最粗暴的践踏。三位受害者的遭遇，本质上是现代社会中个体在极端权力面前的缩影——弱小、助，最终被异化为满足病态欲望的工具。