故事发生在三十年代的美国，随着经济和文化的蓬勃发展，一个名叫西力（伍迪·艾伦 Woody Allen 饰）的男人横空出现在了人们的面前。这个神奇的犹太人被发现混迹于各种各样相去甚远的交际圈里，不同阶级的，甚至是不同种族的，而每当他进入了一个新的环境中，他的身上就会迅速体现出这个环境的特征，有时是心理的同化，有时是生理的变异。
曼哈顿医院的精神科医生们对这个怪异的病人产生了浓厚的兴趣，普罗大众亦然，他们亲切的称西力为“变色龙”，一大批以他为主题的文化和商品应运而生，一时间，西力成为了这个时代最炙手可热的巨星。可是，真正将西力当做一个病人来关心的只有尤朵拉医生（米亚·法罗 Mia Farrow 饰），年轻又执着的她致力于治愈他的疾病。长此以往，西力和尤朵拉之间建立了深厚而又真诚的感情，这对立场特殊的爱人能否终成眷属呢？
导演伍迪•艾伦自导自演，以伪文献伪记录的方式，生动又真实的重现了本为虚构的西力的一生。
影片以 1920 年代和 1930 年代为背景，讲述了伦纳德·泽利格（伍迪·艾伦饰）的故事，他是一个不起眼的人，有能力改变自己的行为和举止，以适应周围人的行为和举止。弗·斯科特·菲茨杰拉德 (F. Scott Fitzgerald)首次在一次聚会上观察到他，他指出泽利格用优雅的波士顿口音与富裕的客人打交道，并分享了他们对共和党的同情，但在厨房里与仆人们在一起时，他采用了粗俗的语气，似乎更像一个民主党人。他很快就获得了“人类变色龙”的国际声誉。
在其中一张目击者镜头中接受采访时，心理学家布鲁诺·贝特尔海姆 (Bruno Bettelheim)发表了以下评论：[3]
泽利格到底是精神病患者还是只是极度神经质，这是他的医生们不断讨论的一个问题。现在我自己感觉他的感受确实和正常人没有多大区别，所谓的适应良好的正常人，只是发挥到了一种极端的程度，到了一种极端的程度。我自己觉得，人们真的可以把他视为终极的墨守成规者。
尤多拉·弗莱彻医生（米娅·法罗饰）是一位精神科医生，当泽利格入院时，她想帮助他治疗这种奇怪的疾病。[4]通过使用催眠术，她发现泽利格如此强烈地渴望得到认可，以至于他的身体发生了变化以适应周围的人。弗莱彻博士最终治愈了泽利格的同化强迫症，但在另一个方向上走得太远了。有一段时间，他无法容忍别人的意见，以至于为了今天是否美好而争吵。
弗莱彻博士意识到她爱上了泽利格。由于媒体对该病例的报道，患者和医生都成为了当时流行文化的一部分。然而名气却是他们分裂的主要原因。许多女性声称他与她们结婚并怀孕，引发了公众丑闻。使泽利格成为英雄的社会也摧毁了他。
泽利格的病复发了，他在消失之前试图再次融入社会。第二次世界大战爆发前，弗莱彻博士发现他在德国与纳粹分子合作。他们一起逃脱，泽利格再次利用他的能力模仿弗莱彻的驾驶技巧，将他们颠倒地飞过大西洋带回家。他们最终回到美国，在那里他们被视为英雄并结婚，过着幸福的生活。