Obsédé par le film "The Human Centipede" et par le projet du Docteur Heiter, Martin, un gardien de nuit pervers et sadique, kidnappe douze personnes pour créer son propre mille-pattes humain, et le tube digestif le plus long du monde.
Alors qu'elles effectuent un voyage en Europe, deux touristes américaines tombent en panne. À la recherche d'un abri, elles finissent par découvrir la maison du docteur Heiter, un ancien chirurgien, qui cache un projet démentiel...