Will Rodman (James Franco) es un joven científico que está investigando con monos para obtener un tratamiento contra el alzheimer, una enfermedad que afecta a su padre (John Lithgow). Uno de los primates con los que experimenta junto a Caroline (Freida Pinto) es César (Andy Serkis), un chimpancé recién nacido que Will se llevó a casa para protegerlo y que parece evolucionar con una inteligencia fuera de lo común.