En læge boede engang i en by. Han var videnskabsmand, og der var ingen i hans land klogere end ham. Det land, hvor Gaspar Arneri boede, blev styret af tre fede mænd, grådige og grusomme.
En sommer i juni, på en klar fin dag, tager lægen ud på en gåtur. På pladsen fanger han pludselig et pandemonium, hører skud, og når han klatrer op til tårnet, ser han kunsthåndværkere, der forfølger vagterne løber fra Palace of Three Fat Men. Det viser sig, at folket, ledet af pistolsmeden Prospero og gymnasten Tibul, gjorde oprør mod magten af de tre fede mænd, men opstanden blev besejret, og pistolsmeden Prospero blev fanget. Bomben falder ind i tårnet, hvorfra Gaspar Arneri ser på hvad der sker, den kollapser, og lægen mister bevidstheden. Han vågnede, da aftenen kom. Omkring de dødes lig. Når han vender hjem gennem Zvezda Zvezda, ser lægen, hvordan den anden leder af oprøret, gymnasten Tibul, der var fri, undslipper fra vagterne, der forfølger ham, vandret vandret langs den smalle ledning lige over pladsen og derefter løber væk gennem lugen i kupplen. Hjemme er en træt læge ved at gå i seng, når pludselig en mand i en grøn frakke kommer ud af pejsen. Dette er en gymnast Tibul. Den næste dag forberedes ti blokke til de fangede oprørere på Domstolens plads. Derefter sker der en ekstraordinær hændelse: vinden blæser sælgeren af balloner sammen med ballonerne, og han falder direkte ind i det åbne vindue i paladsets konfekture og kommer direkte i en enorm kage. For at undgå straf bestemmer konditorer at forlade sælgeren i kagen, smurt den med fløde og sidde fast med kandiseret frugt og servere i hallen, hvor den ceremonielle morgenmad holdes. Således bliver sælgeren af kugler, skjælvende af frygt for, at han bliver spist, et vidne til hvad der sker i hallen. Smag på kagen er midlertidigt forsinket. Tre fede mænd vil gerne se den fangede pistussmeder Prospero, og når de, efter at have haft glæde af dette skue, fortsætter festen, sprænger en tolv år gammel Tutti-arving ind i hallen med et råb.
De fede mænd har ingen børn, og de vil overføre al deres rigdom og forvaltning af landet Tutti, som er opdraget i slottet som en lille prins. Fede mænd forkæler ham på alle måder og forkæle hans indfald. Derudover ønsker de, at drengen skal have et jernhjerte, de tillader ham ikke at lege med andre børn, og hans klasser holdes i menageriet. I stedet for en ven blev der skabt en fantastisk dukke til ham, som er udstyret med evnen til at vokse og udvikle sig med Tutti. Arvingen er ekstremt knyttet til hende. Og nu er yndlingsdukken brudt: oprørervagterne, der krydsede Prosperos side og det oprørske folk, gennemborede hende med bajonetter.
Fede mænd ønsker ikke, at Tuttis arvtager skal være oprørt. Dukken skal rettes hurtigt, men ingen er i stand til at gøre dette undtagen for den mest lærde Dr. Gaspard Arneri. Derfor blev det besluttet at sende ham en dukke, så hun næste morgen skulle repareres af Tutti igen. Ellers er lægerne i alvorlige problemer. Da Tolstyakovs humør er forkælet, føres en kage med en ballonsælger tilbage til køkkenet. Kokke i bytte for balloner hjælper sælgeren med at komme ud af paladset, vise ham en hemmelig passage, der begynder fra en gigantisk pande.
I mellemtiden arrangerer Three Fat Men festligheder for folket på det fjortende marked: forestillinger, underholdning, forestillinger, hvor kunstnere skal kampagnere for de Three Fat Men og distrahere folks opmærksomhed fra de blokke, der opføres til udførelse. På en sådan præsentation er Dr. Arneri og gymnast Tibul til stede, som lægen har gjort for sammensværgelse til en sort mand. Under forestillingen står ikke stærkemanden Lapitupa Tibul op og driver ham væk fra scenen og afslører for folket, at han slet ikke er en neger, men en rigtig Tibul. Der skabes en blanding mellem ham og de bestikkede cirkusartister. Tibul forsvarer sig med kålhoveder, river dem lige fra sengen og kaster dem mod fjenden. Grib en anden kålhoved opdager han pludselig, at det er et menneskeligt hoved, og ingen ringere end en sælger af balloner. Så Tibul lærer om eksistensen af en hemmelig underjordisk passage til Slottet af fede mænd.
Mens Tibul kæmper, findes læger fra Gaspard Arneri af udsendelserne fra Tolstyakov og giver ham en ordre og en brudt dukke. Dr. Gaspard Arneri forsøger at ordne dukken, men om morgenen holder han sig ikke klart. Det tager mindst to dage mere, og lægen med dukken går til de fede mænd. Vagter, der bevogter paladset, stopper ham på vejen og lader ham ikke gå videre. De tror ikke, at han virkelig er Gaspar Arneri, og når lægen ønsker at vise dem dukken, opdager han, at hun ikke er det: sludder, han faldt den på vejen. En urolig læge bliver tvunget til at vende tilbage. Sultent kører han ind i onkel Brisaks skur. Hvad er hans overraskelse, da han her opdager dukken fra arvingen til Tutti, der slet ikke viser sig at være en dukke, men en levende pige ved navn Suok, der ligner en dukke med to dråber vand. Og så har Tibula, der snart optrådte her, en plan for frigørelse af Prospero.
Om morgenen ankommer Dr. Arneri til paladset. Dukken korrigeres ikke kun af ham, men endnu mere som en levende pige end før. Suok er en god skuespiller og er perfekt repræsenteret af en dukke. Arvingen er begejstret. Og så beder lægen om afskaffelse af henrettelsen af ti oprørere. Forargede, fede mænd har intet andet valg end at blive enige, ellers kan dukken forringes igen.
Om natten, når alle sover, kommer Suok ind i menageriet. Hun leder efter Prospero, men i en af cellerne finder hun et monster, vokset med uld, med lange gule kløer, der giver hende en slags tablet og dør. Dette er den store videnskabsmand Tub, skaberen af dukken til Tutti: Han blev fængslet i en menagerie for ikke at acceptere at gøre et jernhjerte til arvingen. Her tilbragte han otte år og mistede næsten sit menneskelige udseende. Så finder Suok buret med Prospero og frigiver ham. Ved hjælp af den forfærdelige panter frigivet fra buret bryder Prospero og Suok igennem til den samme pande, hvorfra den underjordiske passage begynder, men Suok har ikke tid til at følge Prospero og bliver fanget af vagterne.
Den næste dag finder en retssag mod Suok sted. Så arvingen til Tutti ikke ved en fejltagelse griber ind og forstyrrer deres planer, ved ordre fra Tolstyakerne bliver han midlertidigt sat i søvn. Suok besvarer ikke spørgsmål og reagerer generelt ikke på, hvad der sker. Vrede fede mænd beslutter at give tigrene det. Tigrene løsladt fra buret, når de så offeret, skynder sig først at det, men vender pludselig væk ligeglad. Det viser sig, at dette overhovedet ikke er Suok, men den meget forkælet dukke, som oprørervagterne fjernede fra Razdvatris, danselæreren, der fandt hende. Den rigtige Suok var skjult i et skab og erstattede en dukke.
I mellemtiden er der allerede hørt skud, og skaller er revet, de oprørske mennesker ledet af panseren Prospero og gymnasten Tibul stormer paladset.
De fede mænds magt slutter. Og på den plade, som blev givet til den modige Suok af den døende skabende af dukken, afslørede han for hende en vigtig hemmelighed: hun er Tuttis søster, der blev kidnappet i en alder af fire ved Tolstyakovs ordre og derefter adskilt fra sin bror. Tutti blev efterladt i paladset, og pigen blev givet til et vandrende cirkus i bytte for en sjælden racer papegøje med et langt rødt skæg.
