Rick (Kerwin Matthews) e Susan (Pier Angeli), alla guida di una spedizione scientifica, viaggiano nel Messico per studiare gli effetti delle radiazioni rilasciate da un test nucleare. Giunti sulle rive di un fiume, scoprono che le acque, fortemente radiattive, hanno scatenato una incredibile mutazione nel cucciolo di un octopus, dotandolo di una forma di intelligenza per certi aspetti simile a quella umana. Rick e Susan vorrebbero continuare le ricerche ma, privi dei finanziamenti del dottor Willard (Jeff Morrow), accettano l'interessato aiuto dell'equivoco proprietario di un ranch che progetta già di rapire e rivendere l'animale ad un circo. Nel frattempo il genitore del piccolo octopus mutante, un gigantesco mostro antropomorfo dotato di spaventosi tentacoli, si avvicina all'accampamento degli esploratori per liberare il piccolo e vendicare l'intrusione.

Harry Essex rielabora rozzamente il copione del Mostro della laguna nera (alla cui sceneggiatura egli stesso aveva collaborato) nella infondata speranza di ripeterne il successo.
Buck Kartalian impersona il mostro indossando il costume disegnato da George Barr e realizzato da Rick Baker e Doug Beswick con deplorevole approssimazione: alcuni attenti osservatori dicono di aver scorto una sospetta chiusura lampo sulla schiena della creatura e di aver contato soltanto 6 tentacoli invece degli 8 di rigore.

Il film è legato alla tragica scomparsa di Anna Maria Pierangeli, uccisa da un'overdose di barbiturici durante la lavorazione.