Фрэнк — успешный и расчётливый юрист крупной страховой компании. Накануне важнейшей презентации, которая сулит ему карьерный рост, он вместо подготовки к рабочему дню решает оторваться на вечеринке с другом. Там, в атмосфере шума и алкоголя, его знакомят с двумя девушками, а затем некий подозрительный тип предлагает ему экспериментировать с новым препаратом.
Фильм «Секретный эксперимент» вдохновлён реальными событиями программы MKUltra, в рамках которой спецслужбы США изучали методы контроля над сознанием. История начинается с исчезновения молодого человека, оставившего после себя лишь видеозапись. На ней он рассказывает, как получил доступ к засекреченным документам и формуле сыворотки, созданной из мозга умерших, и решил испытать её на себе.