Martin ist psychisch schwer angeschlagen. Sein Vater hat ihn missbraucht und misshandelt, und noch immer lebt Martin bei seiner Mutter. Sie verachtet ihn, weil er dafür gesorgt hat, dass ihr Mann im Gefängnis sitzt. Während seiner Arbeit in einem Londoner Parkhaus sieht Martin immer wieder seinen Lieblingsfilm: The Human Centipede. Er verehrt den Film und dessen Antagonisten, Dr. Heiter, geradezu obsessiv. Doch Martins Faszination geht weit über gewöhnliche Fanliebe hinaus: Er ist besessen von der Idee, Menschen zu einem menschlichen Tausendfüßler zusammenzunähen. Bald sucht er nach geeigneten Opfern und beginnt, seinen grausamen Plan umzusetzen. Sein Ziel: den Film zu übertreffen und zwölf Menschen miteinander zu verbinden.