"Thung lũng tro", một bãi rác rộng lớn nằm ở Thành phố New York trong những năm 1920. Khu vực này đã trở nên nổi tiếng trong cuốn tiểu thuyết. Ngày nay, khu vực này là Công viên Flushing Meadows – Corona.

Câu chuyện được kể qua hồi ức của Nick Carraway về sự việc xảy ra vào mùa xuân năm 1922.

Nick là cựu sinh viên Đại học Yale và từng tham gia trong Đại chiến thế giới lần thứ nhất, từ vùng Trung Tây chuyển đến, hiện đang làm nghề kinh doanh trái phiếu tại New York. Nick mới chuyển đến thuê một ngôi nhà gỗ tại Long Island thuộc West Egg, cạnh một dinh thự hoành tráng do Jay Gatsby làm chủ. Gatsby là một triệu phú bí ẩn thường xuyên tổ chức các bữa tiệc cho quan khách nhưng bản thân mình lại không tham gia cùng họ.

Một buổi tối nọ, Nick được mời đến ăn tối ở East Egg cùng gia đình người chị họ Daisy và chồng, Tom Buchanan, cũng là người quen biết của Nick thời đại học. Họ giới thiệu Nick với cô Jordan Baker, một golf thủ trẻ thành công, và hai người bắt đầu mối quan hệ hẹn hò. Jordan cũng tiết lộ cho Nick biết Tom có cô nhân tình tên Myrtle Wilson, dù cô này đã có gia đình. Vợ chồng Wilson mở một trạm xăng ở vùng "Thung lũng tro", khu vực khá hẻo lánh của tầng lớp lao động. Một dịp khác, Nick đến căn hộ riêng của Tom và Myrtle tại New York để tham gia bữa tiệc nhỏ, tại đây đã xảy ra trận cãi cọ liên quan đến Daisy, Tom và Myrtle xung đột và kết cuộc là Tom đấm vỡ mũi Myrtle.

Cũng mùa hè năm đó, Nick nhận được lời mời dự tiệc từ Gatsby, trong bữa tiệc này Gatsby đã thổ lộ với Jordan Baker một bí mật mà sau đó Nick biết được rằng Gatsby đã đem lòng yêu Daisy (Buchanan) từ lần đầu tiên gặp gỡ trong thời kỳ Gatsby đi lính. Tuy nhiên, thuở đó Gatsby chỉ là anh chàng nhà quê tay trắng, không có điều kiện tài chính để lo cho cô. Gatsby đã quyết tâm bằng mọi cách làm giàu hòng lấy được Daisy. Gatsby liên tục tổ chức tiệc tùng với hy vọng sẽ được Daisy chú ý đến nhưng không thành công. Sau đó, Gatsby lên một kế hoạch là nhờ Nick mời Daisy đến nhà Nick dự một bữa tiệc trà nhỏ mà không tiết lộ cho ai biết là Gatsby sẽ có mặt. Đúng như dự tính, Gatsby được tái ngộ với người trong mộng, anh cho Daisy nhìn thấy gia sản đồ sộ của mình, và sau phút bỡ ngỡ ban đầu hai người đã nhanh chóng vun đắp tình cảm.

Nick và Gatsby dần dần trở nên thân thiết hơn, qua đó anh biết được nhiều chuyện đời tư của Gatsby. Vốn tên là James Gatz, xuất thân trong gia đình nông dân, cảnh sống bấp bênh. Lên 17 tuổi, James Gatz đổi tên thành Jay Gatsby và cũng trong thời gian này Gatsby gặp được Dan Cody, người dẫn dắt Gatsby thấy được tiềm năng, định hình tương lai và quyết tâm làm nên sự nghiệp cho chính mình. Từ đó Gatsby mới có được ngày hôm nay.

Một dịp khác, vợ chồng Daisy - Tom đến nhà Gatsby dự tiệc. Tom với bản tính háo sắc, đi tán tỉnh các cô khác, trong khi đó Gatsby và Daisy dắt nhau vào sân nhà Nick để có khoảng thời gian riêng tư bên nhau, Nick giữ vai trò canh cửa cho hai người. Sau đó Nick biết được tâm tư Gatsby, anh ta quyết tâm đoạt lại quá khứ có Daisy vì cả cuộc đời Gatsby đi gầy dựng cơ ngơi, gia sản này cũng vì để có được người đẹp. Đối với Gatsby đó là cả lý tưởng sống.

Khách sạn Plaza — một dinh thự giống như lâu đài lấy cảm hứng từ kiến trúc Pháp cho bối cảnh của tiểu thuyết

Vào một ngày hè định mệnh, Nick cùng Gatsby đến East Egg dự tiệc tại cơ ngơi nhà Buchanan. Lúc này Tom đã có hoài nghi về tình cảm giữa Gatsby và vợ mình. Vì trời quá nóng bức, Daisy đề nghị cả nhóm lái xe vào thành phố nghỉ mát. Thế là Gatsby và Daisy đi chung một xe; Nick, Jordan và Tom một xe. Trên đường đi mọi người ghé đổ xăng tại trạm xăng vợ chồng Wilson và được biết Wilson đã phát hiện ra vợ mình ngoại tình với ai đó (chứ không biết đó là Tom) nên đang lên kế hoạch chuyển nhà đi xa. Tình thế này đẩy Tom vào hoàn cảnh hụt hẫng vì sắp mất cả vợ lẫn nhân tình.

Cả nhóm đến khách sạn - nhà hàng Plaza ăn và uống rượu thỏa thuê. Tom phát hiện ra mối quan hệ thân thiết quá mức giữa đôi Daisy - Gatsby, anh ta lồng lộn lên và hằn học cho Daisy biết Gatsby giàu lên nhờ buôn lậu và bao phi vụ mờ ám khác, còn Tom thuộc dòng dõi Buchanan là tầng lớp thượng lưu với tài sản dồi dào từ bao đời nay. Anh ta ra lệnh mọi người lái xe về nhà để trước mặt mọi người anh ta sẽ dùng gia sản kếch sù của mình mà giữ lại Daisy.

Trên đường về, Nick, Tom và Jordan (đi chung xe) phát hiện có vụ tai nạn ngay trạm xăng nhà Myrtle Wilson, cả ba người đến xem xét thì phát hiện ra Myrtle đã chết vì xe tông, mà xe đó chính là xe của Gatsby. Về đến East Egg, qua vài câu hỏi, Nick biết được người cầm tay lái tông vào Myrtle chính là Daisy chứ không phải Gatsby nhưng Gatsby vẫn khăng khăng nhận hết lỗi về phía mình. Sau vụ tai nạn, George Wilson, chồng Myrtle, đã gặp Tom chất vấn, sau khi biết được người ngồi trong chiếc xe gây tai nạn là Gatsby thì anh ta tức tốc đến dinh thự nhà Gatsby, bắn chết Gatsby trong bể bơi trong dinh thự, và sau đó tự sát.

Sau thảm họa về cái chết, đám tang của Gatsby chỉ có mình Nick lo liệu. Trong buổi chôn cất chỉ có vỏn vẹn Nick, cha Gatsby, mấy gia nhân và cha nhà thờ. Trước khi trở về Trung Tây, Nick trở lại dinh thự của Gatsby lần cuối và nhìn chằm chằm vào vịnh với thứ ánh sáng xanh phát ra từ cuối bến tàu của Daisy.