Sospeso dal servizio attivo per indisciplina, il giovane pilota dell'Air Force Jimmy Garrett è assegnato alla Strategic Weapons Division presso la quale si sperimentano nuove tecnologie di volo spaziale utilizzando delle scimmie come cavie. Garrett è sorpreso dalla straordinaria intelligenza che manifesta lo scimpanzè Virgil e, lavorando come suo trainer, gli si affeziona ben presto. Ma l'animale, insieme con gli altri, è destinato alla morte: gli scienziati vogliono infatti scoprire quali possibilità di sopravvivenza esistano ad una pesante intossicazione radioattiva e sottopongono gli scimpanzé a simulazioni di volo alle quali è impossibile scampare. Scoperta la natura degli esperimenti, Garrett e la collega Teresa McDonald decidono di salvare le scimmie anche a costo di sabotare il progetto.
Nonostante il cast di tutto rispetto, vere protagoniste del film sono le scimmie che appaiono più espressive degli attori e facilmente conquistano le simpatie del pubblico. Impostato sulle tematiche antivivisezioniste e dell'antimilitarismo, Project X incorse, paradossalmente, nella denuncia degli animalisti che accusarono la produzione di maltrattamenti ai danni degli scimpanzé. Bella la colonna sonora, impreziosita dalla canzone "Shock the Monkey" di Peter Gabriel.
