流浪汉麦克默菲，为了逃避刑罚，在劳动拘留营里装疯，被送进了疯人院。
　　进院的第一天，他认识了说话口吃的病员比利，又聋又哑，长得非常高大的病员印第安酋长。
　　入院检查时，医生斯皮维在和麦克默菲对话时，从他幽默机灵的回答，看出了对方不是个精神病患者。斯皮维表示，只要麦克默菲遵守院方秩序，好好配合，他可以只当不知道。
　　每天，做完保健操后，由护士长拉奇德小姐和护士皮尔勃小姐给大家进行讨论会形式的心理治疗。这天，正在例行心理治疗时的讨论，麦克默菲建议，将白天的日程换到晚上进行，因为还在放世界棒球锦标赛实况转播。
　　拉奇德小姐没同意，严肃地回答：“你要求的是改变一项经过仔细研究后制定的规章制度。”
　　麦克默菲认为：“小小的改变没有害处。”
　　拉奇德小姐还是不同意：“有些病人过了很久才适应了作息制度，如果现在一下改变了，他们会感到非常不习惯。”
　　麦克默菲说：“这是世界棒球赛，比赛结束以后，还可以改过来！”
　　拉奇德小姐无奈，但也不让步：“这样吧，我们进行一次表决，按多数人的意见办。”
　　麦克默菲十分赞成，“好极了，”第一个高高地举起了手。病员切斯威克也举起了手。泰伯也想举手，一眼遇到拉奇德冷峻的目光，吓得马上把手缩了回来；马蒂尼手刚举起，吓得停留在头顶，装着抓痒；塞夫尔手放在胸前，两眼看着周周，但等大多数人举手，他也举。可是，大家虽然都想看球赛，但却都畏惧拉奇德小姐的目光。尽管麦克默菲一再鼓励大家举手，仍无人敢违抗那目光。
　　拉奇德小姐得意地宣布：“只有三票。对不起，不能按你的意见办。”说完，向办公室走去。
　　麦克默菲十分愤慨：“这就是你们的作息制度？！我可要进城去看棒球赛。谁愿意和我一起去？”
　　“我跟你去！”切斯威克举起手。
　　比利不相信：“麦克，你出不去的。”
　　“出不去？”麦克默菲不示弱，他指着屋子中间的水泥墩，“我用它砸碎窗户。”
　　比利还是不相信：“你举不起它。”
　　麦克默菲搓了搓手，使劲抱住那个水泥墩，没搬起来；再一次用力，还是搬不起。他只好退下。突然，他大声叫起来：“无论如何，我总算试过了，起码我试过了。”
　　病员们惊讶地看着他。身材高大的印第安酋长，更是投去佩服的眼光。
　　这天，轮到拉奇德护士长病房的病员上街。大家排着队，等着铁门打开后上汽车。麦克默菲却悄悄地跃出铁丝网，先行上了汽车。待病员们上了车，不等司机和医护人员上车，车门便一下关了，车子一下窜了出去。
　　麦克默菲驾驶着汽车，沿途还带上了女友凯蒂。汽车一直开向码头，然后大家上了一条捕鱼船，驶向大海。在海上尽情玩耍。
　　正当大家兴高采烈地返回码头，只见斯皮维等几个医生站在那儿等着他们，从医生的脸色可以看得出，院方对这件事很恼怒。麦克默菲随机应变：“我们没有丢失一个人。”
　　院长主持了紧急会议，对麦克默菲不经院方允许带着病人出去航海之事作出决定：为惩处他屡犯院规，将他永远留在疯人院。
　　麦克默菲不服。早上，在心理治疗课上要拉奇德小姐解释清楚。拉奇德小姐要大家回答。但是，哈丁装着没听清楚是什么问题，还表示，自己是自愿到疯人院来的，随时可以回家。
　　麦克默菲不信，但拉奇德小姐却告诉他这是真的，疯人院里只有很少几个人是让人送来的。旁边，其他病人证实着她的话。
　　麦克默菲不解：“你们成天埋怨呆不下去，可又没勇气离开。”
　　这时，切斯威克猛地站起来向拉奇德小姐要求发还自己的香烟。拉奇德小姐不理他，切斯威克继续大声嚷嚷。有人扔给他一支烟，却又掉在别人的裤腿上，烫着了这个人，于是一切都乱糟糟。
　　麦克默菲很同情切斯威克。他来到护士办公室外，举拳砸碎玻璃窗，伸进手去，将堆在桌上的病员香烟拿了一条，回来给了切斯威克。
　　不料在旁的医护华盛顿劈面便是一拳。麦克默菲回手还击，两人打了起来。麦克默菲不是慓悍的华盛顿的对手，终于被压在地上动弹不得。
　　酋长，沃伦也参加了进来，几个人打成一团，病房一片混乱。拉奇德见此情况，叫来几个医护，将酋长和麦克默菲捆了起来。
　　麦克默菲被院方施以电疗。电疗后，老实多了，遵守院规。其实，心中却在策划着逃跑计划。他发现，那个酋长的聋哑是装的，是为了免遭毒手。他把逃跑计划悄悄告诉了酋长。
　　这天晚上，麦克默菲乘拉奇德护士长不在，值班人员特克尔刚离开之际，溜进办公室，打电话给女友凯蒂，要她开辆车来，再带点酒来。
　　麦克默菲向酋长告别：“我要离开这儿了。这事比你想像得要容易。”
　　凯蒂带着另一个女子来了。麦克默菲正要开门，特克尔突然出现：“住手！”
　　麦克默菲连忙塞给他二十元钱，他不要。麦克默菲告诉他有酒。他表示感兴趣，还表示想要窗外等着的凯蒂和另一个女人罗丝。
　　麦克默菲把罗丝留给了特克尔，自己带着凯蒂来到护士办公室。他打开收音机，拿起话筒：“醒来吧，朋友们，醒来吧！”凯蒂抢过话筒，唱起歌来。
　　病员们被惊醒，莫名其妙，只听扩音机仍在喊：“请围拢一些，参加麦克默菲的告别晚会。”一会儿，又传出了蓝色的多瑙河乐曲。病员们纷纷来到办公室，又是跳舞，又是唱歌。
　　麦克默菲打开铁窗，向大家宣布：“我要走了。”
　　比利表示，自己想和凯蒂待一会儿，麦克默菲马上同意，与病员们一起，将比利和凯蒂一起关进了一间单人病房。
　　闹了大半夜的病员们带着酒意各自找地方躺下。麦克默菲与罗丝坐在打开的铁窗前等着凯蒂。但没过多久，就睡着了。
　　早晨，拉奇德小姐来到病房。一切都是乱糟糟的。病员们横七竖八乱躺在沙发、担架或诊断床上。离窗不远，扔着好几个酒瓶。拉奇德满腔怒火。忙指挥医护赶走罗丝，叫醒病人。
　　医护在一间单人病房发现比利和另一个陌生女人在一起，拉奇德小姐赶走了凯蒂，两个医护上前将比利拉出病房。
　　拉奇德小姐转身向办公室走去，麦克默菲趁机打倒站在铁窗边的医护，正要出铁窗奔向等候在一辆汽车边的凯蒂和罗丝，却听一声惨叫。
　　麦克默菲犹豫了一下，转身急忙奔向诊疗室。只见比利躺在血泊中，右手紧握着一块沾满鲜血的玻璃片，已经没气了。
　　麦克默菲分开众人，愤怒地瞪着刚为比利做完人工呼吸的拉奇德小姐。突然，他扑向拉奇德，一下掐住了她的脖子。正在这时，一个医护赶来，向麦克默菲后脑猛击一拳，麦克默菲倒了下去，手松开了。
　　麦克默菲被带走了，医院里恢复了平静。
　　几天后，麦克默菲又被送回了疯人院。但这时，他已被做了脑叶切除手术，成了白痴。
　　晚上，酋长看着目光呆滞的麦克默菲，一阵心酸：“我一直在等你。现在我们走吧，我不能让你这样留在这儿。”
　　他犹豫了一下，拿起一个枕头，一下压住麦克默菲的脸。麦克默菲终于死了。
　　酋长在麦克默菲的脸上抚摩了一会儿。然后，起身来到那个水泥墩，一下抱起，毫不费力地举起，扔向铁窗。铁窗被砸开。酋长跳出铁窗，向原始森林深处奔去……