深夜兩名巡夜的警察被殺害。根據目擊證人的描述，兇手是個像猩猩一樣的猿人而且力大無比，能輕易地縱身躍上2米高的圍墻，現場調查發現的遺留下來的毛發是猿人的毛發，可是現場留下的血跡卻是人類的。這究竟是怎么回事？為了查明原因，安奴和團去了猿猴研究所向真山博士請教。猿猴研究所里，一個大個子男人正在打掃，博士的助手見到奧特警備隊的人，呵斥他離開。助手在研究所門口迎接團和安奴，安奴一個人去向真山博士問好，問起對那件事件的調查結果，真山博士回答還沒有答案，需要進一步的研究。真山博士告訴安奴，研究所又有新品種的猿猴，不妨去參觀一下。安奴答應著出來，團正在助手的陪同下觀看猿猴的標本，這是一個大猩猩的標本，因為運來研究所沒幾天就死了所以制成標本就一直安放在這里。安奴和團興致勃勃地去參觀猿猴，一個大個子男人逗弄猴子時被抓傷手背，安奴用手帕為包扎了傷口，大個子似乎非常感激安奴，而安奴毫不在意地與團繼續參觀。在角落里有一個籠子，引起團的注意。籠子里的猴子很奇怪，團看了半天，心里嘀咕著那是猴子嗎？參觀完研究所，安奴和團向真山博士及助手告別，卻發現獵犬號被人破壞了。天快黑了，真山博士留他們在研究所住一晚明天再走，征得隊長同意，團和安奴留下住一晚。晚上，團在修理獵犬號，白天的那個大個子從背后襲擊了團，大個子的力氣大得驚人，團被打暈在地。突然，一條鞭子抽來，原來是博士的助手，“戈利，你會弄壞重要的試驗品的。”說著把大個子趕到一個秘密倉庫里，用鎖鏈把他的雙手拴住。聽到響聲的安奴出來查看，她偷偷地找到倉庫，也被助手抓了進去。大個子看到安奴興奮地大叫，安奴害怕極了。助手告訴她，這個人的腦子已經和猿猴做了交換，身體雖然還是人類，但是腦子卻是猿猴的，而下一個試驗品就是安奴。這時真山博士也來了，安奴一把抱住他求救，真山博士卻獰笑著卻把她推開，將她綁在頭腦交換機上，戴上頭罩。安奴哭叫著請求住手。被綁住雙手的大個子越來越暴躁，他漸漸顯露出猿猴的模樣，他掙斷鎖鏈，打暈助手，扯開安奴身上的束縛，安奴乘機逃了出去。大個子和真山博士尾隨追來，博士被打倒在大廳里。安奴被大個子的樣子嚇暈了，大個子抱起安奴向外走去。醒來的團看見大個子要帶走安奴，用手里的槍向大個子扔去，大個子負傷逃走。天快亮了，團讓安奴下山報信，安奴一路跑到河邊跳上一條船。船順流而下，河水越來越湍急，兩邊高聳的山峰，船又不住的搖晃，還有船尾的船夫陰森的眼神，安奴害怕了，慌忙讓船老大靠岸。但是安奴沒有注意到，一個大個子船夫也上了岸一直跟蹤她。趕來支援的桐山隊長和隊員們在飛鷹號上發現了安奴，立馬降落前去接應。大個子要襲擊安奴時將被奧特警備隊擊斃，他就是那個猿人戈利。留在研究所的團又去看那只奇怪的猴子，卻發現籠子是空的。突然一個聲音說道：“真不愧是賽文，到底讓你發現了。”“果然是戈隆星人。”戈隆星人控制了博士和他的助手，把人和猿猴的腦子做交換，以此增加地球上猿人的數量，最后控制地球。戈隆星人發出一種刺耳的聲音，團捂起耳朵，這聲音使他失去意識渾身無力。團乘著聲音稍弱，變身為賽文，與戈隆星人戰斗。戈隆星人力大無窮，賽文也不是它的對手，況且又被那刺耳的聲響搞混了腦子，著實吃虧不少。最后總算用針鏢樣的光線制服了戈隆星人，接著又用艾梅利射線將戈隆星人炸得只剩一頭一尾。隨著戈隆星人的死亡，真山博士和助手也恢復了原來的意識。這天，猿猴研究所迎來不少孩子們參觀，奧特警備隊的隊員們陪同孩子們度過了愉快的一天。