Lorsque le film commence, Scott Carey mène une existence paisible de jeune américain marié. La narration est menée par la voix-off de Scott, qui annonce qu’il va raconter son » histoire étrange, presque incroyable « . En effet, tous les repères familiers du personnage vont être malmenés par les changements liés à son rétrécissement. Dans une confusion grandissante, objets, décors et êtres vivants deviennent hostiles voire dangereux pour Scott, acquièrent une sauvagerie que sa diminution met à jour.
Toute la familiarité de sa vie domestique vole en éclat du fait de sa métamorphose. Les vêtements trop grands, devenus habits de poupée grossièrement coupés, sont remplacés par un morceau d’étoffe minuscule. Les meubles réels deviennent meubles de poupée, puis sont inutiles, quand Scott entreprend une vie d’aventurier luttant pour la survie. Le détournement des objets familiers et des usages civilisés (dans sa cave, Scott devient un sauvage solitaire puis doit s’identifier à la bête instinctive pour la vaincre) se termine paradoxalement par un regain d’humanité du personnage. Une fois devenu assez petit pour sortir de la cave, Scott déclare entrer dans le monde de l’infiniment grand et de l’infiniment petit à la fois, et se détermine plus que jamais par sa capacité à penser, pour appréhender le monde qui l’entoure.
Devenu monstrueux uniquement du fait de sa taille relative à celle de son entourage (il ne cesse de garder apparence humaine, et ses diminutions ne sont jamais montrées), Scott sort humainement grandi de l’aventure qui l’a éloigné de la banalité domestique. Il trouve sa singularité dans son destin hors pair, continu à s’exprimer et ne sera jamais dissout totalement dans la pluie des atomes.