Зубной врач провинциального города Верхние Ямки сделал неожиданное научное открытие, обнаружив в полости рта пациента Ивана Сергеевича Травкина (Евгений Леонов) тридцать третий зуб. Изнывающего от боли Травкина повезли в Москву. Иван Сергеевич становится вначале пациентом сумасшедшего дома (благодаря завистникам), а затем - героем научной международной конференции и, наконец, пациентом профессора-стоматолога Брука...