Америка будущего погружена в мир высоких технологий, аттракционов, интерактивных телепередач и других удовольствий. Закон запрещает хранить дома книги. Разрешены только журналы с примитивными картинками и рекламой. Для борьбы с чтением работает специальное подразделение пожарных, его сотрудники изымают и сжигают книги вместе с домами нарушителей.
В таком отделе служит тридцатилетний Гай Монтэг. Он не слишком хорошо образован, но умело выполняет свою работу и не анализирует происходящее. Его жена Милдред - типичная представительница этого общества, она не работает, целыми днями развлекается и смотрит телепередачи, никогда не испытывает угрызение совести и не критикует государственный режим. Отношения Гая и Милдред нельзя назвать счастливыми, каждый из них давно уже существует сам по себе. Со временем Монтэга начинает тяготить этот брак. Детей у них нет, а жена обеспокоена лишь установкой очередной телестены, чтобы полностью погрузиться в интерактивный мир.
Однажды Гай знакомится с семнадцатилетней Клариссой Маклеллан. Девушка равнодушна к технологиям, любит природу, живое общение и задаётся вопросами о смысле жизни, из-за этого её считают странной. Она заставляет Гая взглянуть на мир под иным углом. Он понимает, что эта юная девушка гораздо мудрее его тридцатилетней жены. Под влиянием Клариссы Монтэг забирает себе несколько книг, которые должен был уничтожить.
Гай замечает, что окружающие живут механически, словно роботы. Эту догадку подтверждает несчастный случай с его женой: она машинально проглотила несколько лишних таблеток снотворного едва не погибла, но даже не предала этому значения.
Вскоре Кларисса погибает под колёсами автомобиля, а Монтэг всё сильнее проникается отвращением к повседневности. Случается ещё одна беда: пожарные сжигают дом где хранились книги вместе с хозяйкой, которая не желает его покинуть и погибает. На следующий день Гай не выходит на службу, притворившись больным.
Монтэга навещает его начальник Брандмейстер Битти. Он чувствует смятение подчинённого и напоминает Гаю принципы общества потребления: здесь нет места личности, все люди должны быть одинаковыми. Особую опасность для общества составляют книги, потому что обуздать разум начитанного человека невозможно. После этого разговора Монтэг признаётся жене, что хранит в доме похищенные книги и предлагает вместе прочитать их, но она отказывается.
В поиске единомышленников Гай знакомится с профессором Фабером. Этот человек и его соратники надеются возобновить книгопечатание и сохранить литературу для будущих поколений. Фабер убеждён, что над страной нависла угроза очередной войны, после которой американцам как никогда будут нужны книги. Профессор даёт Монтэгу специальный передатчик для связи с заговорщиками.
Очередная попытка Гая заинтересовать Милдред чтением оборачивается скандалом. Она и её подруги доносят на него. Монтэгу приходится спалить собственный дом. Во время сожжения Брандмейстер Битти находит передатчик. Чтобы защитить новых друзей и соратников Гай убивает своего начальника и скрывается с места преступления.
Его объявляют опасным преступником. Погоню за ним транслируют по телевидению, но Гая удаётся сбежать. Чтобы убедить зрителей в торжестве закона преследователи убивают случайного прохожего и выдают его за Монтэга.
Выбравшись из города и следую наставлениям Фабера, Гай знакомится с членами духовной оппозиции. Они заучивают книги наизусть и пересказывают друг другу. Монтэг цитирует отрывки из библии и его принимают в общество. Гай и его новые друзья уходят подальше от города, начинается война, атомная бомба стирает город с лица земли. Тогда Монтэг и члены оппозиции сворачивают обратно.
