В стране Трёх Толстяков революционная ситуация — недовольство бедной части общества, попытки поднять мятеж. Идейными вдохновителями революционеров являются оружейник Просперо и гимнаст Тибул. Один из главных героев романа, учёный, доктор Гаспар Арнери, сочувствует народу, хотя сам — довольно обеспеченный человек. Просперо арестован и посажен в клетку зверинца, но канатоходец Тибул остаётся на свободе. Гаспар прячет Тибула в своем доме и перекрашивает его в негра для маскировки. На следующий день "негр" узнаёт о подземном ходе из дворца Трёх Толстяков (этот секрет открывает Тибулу продавец воздушных шаров, которого накануне случайно занесло ветром на дворцовую кухню). Тем временем поднявшие мятеж гвардейцы дворцовой стражи колют саблями чудесную куклу наследника Тутти, подобную внешне живой девочке, и доктору отдан приказ починить механизм за одну ночь под угрозой строгого наказания. Он не может этого сделать по объективным причинам и везёт куклу во дворец, но по дороге теряет её. В поисках куклы он находит в фургоне бродячих артистов девочку-циркачку Суок, как две капли воды похожую на сломанную куклу. По инициативе Тибула она соглашается подменить куклу и помочь революционерам: спасти Просперо из дворцового зверинца. Девочке это удаётся: Просперо сбегает из дворца через подземный ход. Но саму Суок поймали и приговорили к смерти. Тем не менее всё для неё и революционеров складывается удачно: гвардейцы, перешедшие на сторону народа, подменяют девочку на найденную куклу, власть Толстяков свергают, а Суок и Тутти (который оказался её братом) дают представления вместе.