Затем он обривает голову и живот Шарика. Профессор скальпелем разрезает живот собаки. «Филипп Филиппович вертел ножом в теле, потом крикнул: «Ножницы!» Инструмент мелькнул в руках у тяпнутого <Борменталя>, как у фокусника. Филипп Филиппович залез в глубину и в несколько поворотов вырвал из тела Шарика его семенные железы с какими-то обрывками. Борменталь бросился к стеклянной банке и извлек из нее другие, мокрые, обвисшие семенные железы… семенные железы вшили на место Шариковых… Филипп Филиппович… одним приемом навел на лбу Шарика красный венец. Кожу с бритыми волосами откинули как скальп. Обнажили костяной череп… Минуты через три крышку черепа с Шарика сняли. Тогда обнажился купол Шарикового мозга – серый с синеватыми прожилками и красноватыми пятнами. Филипп Филиппович въелся ножницами в оболочки и их вскрыл». Профессор пересаживает в мозг Шарика какие-то отростки из склянки – гипофиз человека. «Борменталь минут в пять зашивает голову, сломав три иглы». Профессор немного удивлен, что пес жив. Он полагает, что Шарик не выживет после операции, потому что она шла слишком долго.
«23 декабря. В 8.30 часов вечера произведена первая в Европе операция по проф. Преображенскому: под хлороформенным наркозом удалены яички Шарика и вместо них пересажены мужские яички с придатками и семенными канатиками, взятыми от скончавшегося за 4 часа, 4 минуты до операции мужчины 28 лет и сохранявшимися в стерилизованной физиологической жидкости по проф. Преображенскому. Непосредственно вслед за сим удален после трепанации черепной крышки придаток мозга – гипофиз и заменен человеческим от вышеуказанного мужчины». Операция проведена с целью выяснения влияния пересадки гипофиза на омоложение организма человека.
Через пять дней обнаруживается выпадение шерсти на лбу и на боках, тембр лая резко меняется (понижается тон). Затем взвешивание пса дает неожиданный результат – 30 кг за счет роста (удлиннения) костей.
1 января 1925 г. Шарик «счастливо лает «абыр», повторяя это слово громко и как бы радостно». Пес смеется, вызывает обморок у Зины. Шарик постоянно произносит слова «абырвалг», «абыр». Профессор расшифровывает слово «абырвалг», оно означает «Главрыба». Вскоре у Шарика отваливается хвост, он совершенно отчетливо произносит слово «пивная». В течение нескольких дней словарный запас Шарика расширяется. Он произносит «извозчик», «мест нету», «вечерняя газета», «лучший подарок детям» и «все бранные слова, какие только существуют в русском лексиконе… Он лыс, с дряблой кожей. В области половых органов формирующийся мужчина. Череп увеличился значительно. Лоб скошен и низок». В эти дни в газетах появляются сообщения о марсианине в Обуховом переулке.
Филипп Филиппович признает, что перемена гипофиза дает не омоложение, а полное очеловечение.
Шарик постоянно ругается, что производит на профессора гнетущее впечатление. Он распоряжается купить бывшему псу человеческую одежду.
Пес начинает поддерживать разговор. «Когда профессор приказал ему: «Не бросай объедки на пол» – неожиданно ответил: «Отлезь, гнида».
По замечанию доктора Борменталя, наблюдающего Шарика, загадочная функция гипофиза – определять человеческий облик. Борменталь предполагает, что, еще в облике собаки Шарик читал (откуда и появилось слово «главрыба»). Поведение очеловечившегося Шарика становится все более наглым. Оно резко контрастирует с установленным в доме профессора порядком. Шарик превращается в типичного «пролетария» – разнузданного, нахального алкоголика, плюющего на пол, хамящего всем обитателям квартиры, не признающего ничьего авторитета. Борменталь переезжает к Преображенскому по его просьбе и ночует в приемной с Шариком. Смотровую профессор превращает в приемную. Так осуществляется мечта Швондера.
Профессор изучает историю болезни человека, от которого Шарику были пересажены железы. Это «Клим Григорьевич Чугункин, 25 лет, холост. Беспартийный, сочувствующий. Судился 3 раза и оправдан: в первый раз благодаря недостатку улик, второй раз происхождение спасло, в третий раз – условно каторга на 15 лет. Кражи. Профессия – игра на балалайке по трактирам. Маленького роста, плохо сложен. Печень расширена (алкоголь). Причина смерти – удар ножом в сердце в пивной». Борменталь замечает, что впервые в жизни Преображенский растерян и не знает, что предпринять.