Они оказываются на одном из пляжей Средиземного моря, где случайно встречаются с Арманом Ларе, художником, и Артуром Доуэлем, сыном профессора. Арман Лоре не может забыть Анжелику Гай, он был «не только поклонником таланта певицы, но и её другом, её рыцарем». Ларе острым взглядом художника улавливает сходство незнакомой молодой женщины с пропавшей певицей: фигура её «похожа как две капли воды на фигуру Анжелики Гай». У нее та же родинка на плече, что у Анжелики, те же жесты, Арман Ларе и Артур Доуэль решают выяснить тайну. Ларе приглашает незнакомку и её друзей совершить прогулку на яхте и там, оставшись наедине с Брике, заставляет её рассказать свою историю. Она без утайки отвечает на расспросы сначала Ларе, потом Артура Доуэля. Когда Брике упоминает находившуюся в лаборатории третью голову, Артур догадывается, о ком идет речь. Он показывает Брике фотографию своего отца, и она подтверждает его догадку. Друзья увозят Брике в Париж, чтобы с её помощью разыскать голову профессора Доуэля. Арман Ларе находится в некотором смятении: он чувствует симпатию — а может, и нечто большее — к Брике, но не может понять, что именно его привлекает, тело Анжелики или личность самой Брике. Брике ощущает, что в её жизнь певички из бара вошло что-то совсем новое. Совершается чудо «перевоплощения» — чистое тело Анжелики Гай не только омолаживает голову Брике, оно изменяет ход её мыслей. Но маленькая ранка, что была на ступне у Анжелики, вдруг дает о себе знать: у Брике начинает болеть, краснеет и опухает нога. Ларе и Доуэль хотят показать Брике врачам, но она возражает против этого, боясь, что вся её история будет предана огласке. Доверяя только Керну, Брике тайком едет к нему в лабораторию. Тем временем Доуэль, разыскивая Мари Лоран, узнает, что девушку заточили в больницу для душевнобольных.
Пока друзья с трудом освобождают Мари, Керн безуспешно пытается спасти ногу Брике. В конце концов он вынужден вновь отделить голову Брике от туловища. Керн, понимая, что таить впредь его опыты невозможно, демонстрирует публике живую голову Брике (голова Тома к этому времени погибает). Во время этой демонстрации Мари Лоран, пылая гневом и ненавистью, обличает Керна как убийцу и вора, присвоившего чужие труды. Чтобы скрыть следы преступления, Керн при помощи парафиновых инъекций изменяет вид головы профессора Доуэля. Артур Доуэль, явившись к начальнику полиции, просит произвести обыск у Керна. Сам же он, вместе с Мари Лоран и Арманом Ларе, присутствует при этом. Они видят последние минуты головы профессора Доуэля. Полицейские собираются допросить Керна. Керн направляется в свой кабинет, и вскоре оттуда доносится выстрел.
