影片故事发生在一九六三年间，美国某丛林旁坐落着一所国家精神病院，那儿住着各种各样的精神病人。

　　一天，一个名叫麦克默菲的青年男子，被武装的教养院军官押往国家精神病院，因为据说这青年在教养院胡作非为，还玩弄了一个未成年的姑娘，所以他被视作"疯人"嫌疑犯而送进精神病院。麦克墨菲是一个身强力壮、性格豪放的青年，为了逃避苦役，假装精神失常，从监狱来到精神病院。

　　麦克默菲进院后，他原以为可自由轻松一点了，那知处处受到限制，连抽烟也禁止，家属带给病人的一盒盒烟都被没收。主治医生找他谈话，因为他在教养院有一系列"反常"言行，因而他和其他病人一样，接受特殊治疗。

　　麦克默菲与比利等六七个病人常在一起。有个象座铁塔似的印第安人，总是默默无语，麦克默菲故意与他搭腔，但仍不理睬人。看管他们的护士长是个凶女人，她常以提问、责问方式戏弄、侮辱病人，这引起了麦克默菲的愤怒，他以冷冷的目光盯视着她，使她惶恐不安。一次，她看到活泼的麦克默菲在和病人们打篮球，突然发现他在叫那个印第安人齐弗（Chief Bromden）投篮球，这使她更感到是一种威胁。麦克墨菲是个棒球迷，一天正值世界棒球锦标赛的首场比赛，他进了护士办公室想打开电视机看，却被护士长拉契特赶了出来。

　　精神病院单调、枯燥、折磨人的生活，使健康无病的麦克默菲难以忍受，头脑发胀。一天，他终于冲进病人不该进的护士办公室，想提意见，但他被护士长"请"了出来。后来在趁领药之际，恭敬地向护士长提出放低喇叭声的要求，但遭到了拒绝。

　　麦克默菲常常违抗医院的命令。有时把服的药，背着护士长，吐在厕所内。有时竟敢向护士长提出，将捉弄病人的命题作文讨论会，放在晚间进行，因为白天可让病人们看些世界棒球锦标赛的实况转播。

　　于是，护士长想来个"民主"，认为要改变作息制度，必须让大家举手表决。结果第一次只有3票，第二次只有9票，护士长就以没有超过多数票而加以否定。被激怒了的麦克默菲，千方百计动员大家都投票，尢其是那个印第安人齐弗（Chief Bromden），结果他总算举手了。麦克默菲兴高采烈，正要请护士长打开电视机时，护士长却以"表决时间已经过去了"为理由，再一次扼杀了病人们的合理请求。

　　这家医院标榜采用先进的药物与精神治疗方法，但把病人视如动物，剥夺了他们的基本生活权利和爱好。麦克墨菲和其他病人忍无可忍，采取了一些越轨的行为来发泄自己对周围的不满。

　　麦克默菲决心以行动来对抗医院制度。一天，他竟冒天下之大不韪，煽动病友们翻墙外出，偷开路边停着的汽车，去轮船上"大闹天宫"了。医院上下为此一片惊慌。

　　后来麦克墨菲知道自己出院希望渺茫，便计划逃走。圣诞节之夜，他和病人们在住院大厅举行了一次迪斯科舞会，又跳舞又喝酒，将医院闹了个天翻地覆。拉契特知道后，马上带领一批打手赶来，有个病人被拉契特当众侮辱，歇斯底里发作，用碎玻璃割开了腕动脉。麦克墨菲义愤填膺，宁愿自己不逃走，朝大施淫威的护士长扑了过去，双手紧紧扼住她的脖子

　　然而事后，这些病人受到了医院的严励惩罚。他们个个被毒打，比利被迫在小房间内自杀。而麦克默菲却受到惨无人道的"治疗"，医院将他做了脑切除手术，成了地地道道的"白痴"。当他被扔在床上后，铁塔似的印第安人十分哀伤地望着他，轻轻地抚摩着他。印第安人明白他已经成为无用的人，而且又想到逃跑的希望落空，在忍无可忍情况下，他用枕头将麦克默菲闷死后，悲痛地离开了。

　　印第安人齐弗（Chief Bromden）来到浴室，双手抱起沉重的水泥墩，砸坏了医院的铁窗，跳出窗户，迎着暮色，奔向医院旁的丛林深处。