In Übersetzung ins Deutsche: Einige hundert Jahre nach der Eroberung der gesamten Welt durch den Einen Staat wird das Raumschiff Integral gebaut, mit dem außerirdische Planeten erobert werden sollen. In der Zwischenzeit beginnt der Chefingenieur des Projekts, D-503, mit einem Tagebuch, das er auf dem fertigen Raumschiff mitführen will.
Wie alle anderen Bürger des Einen Staates lebt auch D-503 in einem gläsernen Wohnhaus und wird von der Geheimpolizei, dem Bureau of Guardians, sorgfältig überwacht. D-503s Geliebte, O-90, ist vom Einen Staat beauftragt worden, ihn in bestimmten Nächten zu besuchen. Sie gilt als zu klein, um Kinder zu gebären, und ist zutiefst betrübt über ihren Lebenszustand. O-90s anderer Geliebter und D-503s bester Freund ist R-13, ein staatlicher Dichter, der seine Verse bei öffentlichen Hinrichtungen vorträgt.
Bei einem Spaziergang mit O-90 lernt D-503 eine Frau namens I-330 kennen. I-330 raucht Zigaretten, trinkt Alkohol und flirtet schamlos mit D-503, anstatt sich für einen unpersönlichen Sexbesuch zu bewerben; all das ist nach den Gesetzen des Einen Staates höchst illegal.
Abgestoßen und fasziniert zugleich, kämpft D-503 darum, seine Anziehung zu I-330 zu überwinden. Sie lädt ihn ein, das Antike Haus zu besichtigen, das als einziges Gebäude im Einen Staat bis auf die Fenster undurchsichtig ist. Dort werden Gegenstände von ästhetischer und historischer Bedeutung aufbewahrt, die in der ganzen Stadt ausgegraben wurden. Dort bietet ihm I-330 die Dienste eines korrupten Arztes an, um sein Fernbleiben von der Arbeit zu erklären. Entsetzt verlässt D-503 die Stadt und schwört, sie beim Bureau of Guardians zu denunzieren, aber er kann nicht.
Er beginnt zu träumen, was ihn beunruhigt, denn Träume gelten als Symptom einer Geisteskrankheit. Nach und nach enthüllt I-330 D-503, dass sie mit den Mephi zu tun hat, einer Organisation, die den Sturz des Einen Staates anstrebt. Sie führt ihn durch geheime Tunnel im Inneren des Alten Hauses in die Welt außerhalb der Grünen Mauer, die den Stadtstaat umgibt. Dort trifft D-503 auf die Bewohner der Außenwelt: Menschen, deren Körper mit Tierfell bedeckt sind. Das Ziel der Mephi ist es, die Grüne Mauer zu zerstören und die Bürger des Einen Staates wieder mit der Außenwelt zu vereinen.
Trotz des jüngsten Zerwürfnisses zwischen ihnen bittet O-90 D-503, sie illegal zu schwängern. Nachdem O-90 darauf besteht, dass sie das Gesetz befolgt und das Kind dem Einen Staat überlässt, willigt D-503 ein. Mit fortschreitender Schwangerschaft wird O-90 jedoch klar, dass sie es unter keinen Umständen ertragen kann, von ihrem Baby getrennt zu werden. Auf D-503s Bitte hin arrangiert I-330, dass O-90 aus der Grünen Mauer geschmuggelt wird.
In seinem letzten Tagebucheintrag berichtet D-503 gleichgültig, dass er gewaltsam an einen Tisch gefesselt und der "Großen Operation" unterzogen wurde, die vor kurzem für alle Bürger des Einen Staates vorgeschrieben wurde, um mögliche Unruhen zu verhindern; nachdem sie psychochirurgisch in einen Zustand mechanischer "Zuverlässigkeit" umgestaltet wurden, würden sie nun als "Traktoren in Menschengestalt" fungieren. Diese Operation entfernt die Vorstellungskraft und die Emotionen, indem Teile des Gehirns mit Röntgenstrahlen beschossen werden. Nach dieser Operation informierte D-503 den Benefactor bereitwillig über das Innenleben der Mephi. D-503 zeigt sich jedoch überrascht, dass selbst Folter I-330 nicht dazu bewegen konnte, ihre Kameraden zu denunzieren. Trotz ihrer Weigerung wurden I-330 und die mit ihr Verhafteten zum Tode verurteilt, "unter der Maschine des Wohltäters".
In der Zwischenzeit gewinnt der Mephi-Aufstand an Stärke: Teile der Grünen Mauer wurden zerstört, Vögel bevölkern die Stadt, und die Menschen beginnen, soziale Rebellion zu begehen. Obwohl D-503 die Hoffnung äußert, dass der Wohltäter die "Vernunft" wiederherstellen wird, ...
