Doktor jednou žil v jednom městě. Byl to vědec a ve své zemi nebyl nikdo moudřejší než on. V zemi, kde žil Gaspar Arneri, vládli tři tlustí muži, nenásytní a krutí.

Jedno léto v červnu, za jasného krásného dne, se lékař vydal na procházku. Na náměstí najednou chytí pandemonium, uslyší záběry a vyšplhá na věž a vidí řemeslníky pronásledující strážce běžící z paláce tří tlustých mužů. Ukazuje se, že lidé vedeni puškařem Prosperem a Tibetem gymnastkou se bouřili proti síle tří tlustých mužů, ale povstání bylo poraženo a střelec Prospera byl zajat. Bomba padá do věže, ze které Gaspar Arneri sleduje, co se děje, zhroutí se a doktor ztrácí vědomí. Když se večer probudil, probudil se. Kolem mrtvoly mrtvých. Doktor se vrací domů přes Zvezdu Zvezdu a vidí, jak jiný vůdce povstání, gymnastka Tibul, který byl volný, prchá před strážemi, pronásleduje ho, obratně chodí po úzkém drátu přímo nad náměstím a pak uteče skrz poklop v kupole. Doma se unavený doktor chystá jít do postele, když z krbu najednou vyjde muž v zeleném kabátě. Tohle je gymnastka Tibul. Následující den je na náměstí Soudního dvora připraveno deset bloků pro zajaté rebely. Pak nastane neobyčejná událost: vítr fouká spolu s balónky prodávající balóny a padá přímo do otevřeného okna palácové cukrovinky a dostane se přímo do obrovského dortu. Aby se zabránilo trestu, cukráři se rozhodnou opustit prodejce v dortu, rozmazat ho smetanou a zaseknout kandovaným ovocem a sloužit v hale, kde se koná slavnostní snídaně. Prodejce koulí, se třesoucí se strachem, že bude sněden, se tak stane svědkem toho, co se děje v hale. Degustace koláče je dočasně zpožděna. Tři tlustí muži chtějí vidět zajatého puškaře Prospera, a poté, co si tuto podívanou užili, budou pokračovat v hostině, dvanáctiletý dědic Tutti vtrhne do haly s pláčem a pláčem.

Tlustí muži nemají děti a převedou veškeré své bohatství a správu země Tutti, která je vychována v paláci jako malý princ. Tlustí muži ho v každém ohledu rozmazlují a oddávají se jeho rozmarům. Navíc chtějí, aby měl chlapec železné srdce, nedovolil mu hrát si s jinými dětmi a jeho hodiny se konaly v zvěřině. Místo přítele byla pro něj vytvořena úžasná panenka, která je vybavena schopností růst a rozvíjet se s Tutti. Dědic je k ní velmi připoután. A teď je rozbitá oblíbená panenka: strážci rebelů, kteří překročili stranu Prospera a vzpurných lidí, ji probodli bajonety.

Tlustí muži nechtějí, aby byl Tuttiho dědic naštvaný. Panenku je třeba naléhavě opravit, ale nikdo to není schopen, s výjimkou nejznámějšího Dr. Gasparda Arneriho. Proto bylo rozhodnuto poslat mu panenku, aby ji příští ráno Tutti opravila. Jinak jsou lékaři ve vážných potížích. Vzhledem k tomu, že Tolstyakovova nálada je zkažená, je dort s balónkem prodán zpět do kuchyně. Kuchaři výměnou za balónky pomáhají prodávajícímu dostat se z paláce, ukázat mu tajnou pasáž, která začíná z obří pánve.

Mezitím na čtrnáctém trhu organizují Tři tlustí muži slavnosti pro lidi: představení, zábavu, představení, během nichž by umělci měli vést kampaň za Tři tlusté muže a odvrátit pozornost lidí od bloků, které jsou postaveny k popravě. Na jedné takové prezentaci jsou přítomni Dr. Arneri a gymnastka Tibul, kterou doktor pro spiknutí změnil na černoch. Během představení se silák Lapitupa Tibul nevstává a neodvádí ho z jeviště, aby lidem ukázal, že vůbec není černoch, ale skutečný Tibul. Mezi ním a podplácenými cirkusovými umělci přichází rvačka. Tibul se brání hlávkami zelí, trhá je přímo z postele a hází je na nepřítele. Chytil další hlavu zelí a najednou zjistil, že je to lidská hlava a nikdo jiný než prodejce balónků. Tibul se tedy dozví o existenci tajného podzemního průchodu do Paláce tlustých mužů.

Zatímco Tibul bojuje, jsou lékaři Gasparda Arneriho nalezeni vyslanci Tolstyakova a dávají mu rozkaz a zlomenou panenku. Dr. Gaspard Arneri se snaží panenku opravit, ale do rána zjevně nedrží krok. Trvá to alespoň další dva dny a doktor s panenkou jde do Fat Men. Strážci hlídající palác ho zastaví na silnici a nenechají ho jít dál. Nevěří, že je to opravdu Gaspar Arneri, a když jim doktor chce ukázat panenku, zjistí, že ona není: vyskočil a hodil ji na silnici. Rozrušený lékař je nucen se vrátit zpět. Hladově se vrací do boudy strýce Brisaka. Jaké je jeho překvapení, když zde objeví panenku dědice Tutti, která se ukáže, že vůbec není panenka, ale živá dívka jménem Suok, vypadající jako panenka se dvěma kapkami vody. A pak Tibula, která se tu brzy objevila, má plán na osvobození Prospera.

Ráno dorazí dr. ​​Arneri do paláce. Panenku opravuje nejen on, ale dokonce spíše jako živá dívka než dříve. Suok je dobrá herečka a je dokonale reprezentována panenkou. Dědic je nadšený. A pak doktor požádá o zrušení popravy deseti rebelů. Rozzuření tlustí muži nemají na výběr, ale souhlasí, jinak se panenka může znovu zhoršit.

V noci, když všichni spí, vstoupí Suok do zvěřiny. Hledá Prospero, ale v jedné z buněk najde monstrum, zarostlé vlasy, s dlouhými žlutými drápy, které jí podávají nějaký tablet a umírají. Toto je skvělý vědec Tub, tvůrce panenky pro Tutti: byl uvězněn ve zvěřině za to, že nesouhlasil s tím, aby dědicovi udělal železné srdce. Zde strávil osm let a téměř ztratil svůj lidský vzhled. Potom Suok najde klec s Prosperem a osvobodí ho. S pomocí hrozného panteru propuštěného z klece se Prospero a Suok prorazí na stejnou pánev, odkud začíná podzemní chodba, ale Suok nemá čas sledovat Prospera a je zajat strážemi.

Další den se bude konat soud Suok. Aby dědic Tutti náhodně nezasáhl a nenarušil jejich plány, je na příkaz Tolstyaků dočasně usnut. Suok neodpovídá na otázky a obecně nereaguje na to, co se děje. Rozzlobení tlustí muži se rozhodnou dát tygrům slzy. Tygři se uvolnili z klece, když spatřili oběť, nejprve se k ní spěchali, ale pak se najednou lhostejně odvrátili. Ukazuje se, že to vůbec není Suok, ale velmi rozmazlená panenka, kterou strážci rebelů vzali od Razdvatris, učitele tance, který ji našel. Skutečný Suok byl skryt ve skříni a nahradil panenku.

Mezitím jsou výstřely již vypalovány a střely jsou roztrhané, vzpurní lidé vedeni pancéřem Prosperem a tululskou bouřkou v paláci.

Síla Tlustých mužů končí. A na talíři, který dal statečný Suok umírajícím tvůrcem panenky, jí odhalil důležité tajemství: je to Tuttiho sestra, která byla unesena ve čtyřech letech na příkaz Tolstyakovova a pak oddělena od jejího bratra. Tutti byla ponechána v paláci a dívka byla dána putujícímu cirkusu výměnou za vzácného plemene papouška s dlouhým červeným vousem.