Năm 2045, phần lớn các trung tâm dân cư trên Trái Đất đã trở thành các thành phố của những khu nhà ổ chuột. Để trốn tránh thực tại ấy, con người bắt đầu tham gia vào thế giới thực tế ảo mang tên OASIS (viết tắt của Ontologically Anthropocentric Sensory Immersive Simulation), được tạo ra bởi James Halliday và Ogden Morrow. Đây là nơi họ có thể tham gia nhiều hoạt động khác nhau như giáo dục hay giải trí. Sau khi Halliday qua đời, một thông điệp được gửi đến cho người chơi trên toàn thế giới rằng người đầu tiên tìm được quả trứng Phục Sinh trong "Nhiệm vụ Anorak" sẽ được toàn quyền sở hữu hệ thống OASIS cùng nhiều phần quà hấp dẫn khác. Nhiệm vụ này đã cuốn hút nhiều kẻ săn trứng. IOI, một hiệp hội sản xuất hầu hết các thiết bị thực tế ảo dùng để đăng nhập OASIS, cũng lăm le quyền sở hữu thế giới ảo này. CEO của IOI, Nolan Sorrento, đã tạo ra một đội quân giao kèo bằng các khoản nợ, được gọi là Lục binh, nhằm tìm ra giải thưởng lớn. Tuy nhiên, tới thời điểm hiện tại, vẫn chưa ai hoàn thành được nhiệm vụ đầu tiên, tức là hoàn thành cuộc đua xe qua một chiến trường đầy nguy hiểm.

Wade Watts là một kẻ săn trứng 18 tuổi sống tại khu ổ chuột Columbus, Ohio cùng với dì của mình. Trong OASIS, Wade mang avatar nhân vật Parzival và kết bạn với Aech, một avatar nam có hình dạng cơ khí ảo. Cậu cũng kết bạn với người chơi nổi tiếng Art3mis sau khi cứu cô khỏi bị xóa sổ. Wade quyết định đến thư viện OASIS để tìm hiểu về đời tư của Halliday nhằm tìm kiếm manh mối để kết thúc cuộc đua. Tại đây, họ biết rằng Halliday có một số điều hối tiếc trong cuộc đời, bao gồm cả tình yêu đơn phương của anh dành cho vợ của Morrow là Karen (người sử dụng tên nhân vật "Kira") và mất đi người bạn thân nhất của mình sau khi buộc Morrow phải bán cổ phần của mình ở Gregarious Game. Ở lần đua tiếp theo, Wade chạy ngược lại từ vạch xuất phát và tìm được một lối đi ẩn, an toàn hơn để đi tới vạch đích. Cậu có được chiếc chìa khóa đầu tiên trong bộ ba chìa cùng với manh mối cho nhiệm vụ tiếp theo. Aech, Art3mis, Daito và Sho cũng theo chân Wade để kết thúc nhiệm vụ này và tên của cả năm nhân vật đều xuất hiện trên bảng điểm toàn cầu, giúp họ được biết đến với tên gọi "Ngũ đại".

Sorrento biết được danh tính ngoài đời thực của Parzival thông qua lính đánh thuê OASIS i-R0k và cố gắng mời Wade tham gia IOI, nhưng anh lại từ chối. Để trả thù, người đứng đầu hoạt động của IOI ngoài đời thật, F'Nale Zandor ném bom nhà của Wade, gây ra cái chết của Alice. Samantha Cook (người chơi của nhân vật Art3mis) đến giải cứu Wade nhưng lại sớm bị IOI phát hiện. Samantha bị bắt và đưa vào Trung tâm thu nợ, trong khi Wade được tìm thấy bởi những thành viên "Ngũ đại" khác bao gồm Helen (Aech), Toshiro (Daito) và Zhou (Sho). Nhóm theo dõi vị trí của Samantha tại IOI và giúp cô trốn thoát, giả mạo thành một Lục binh và hỗ trợ họ trong OASIS.

Thử thách thứ ba yêu cầu người chơi phải tìm được trò chơi Atari 2600 yêu thích của Halliday, trong một lâu đài trên Hành tinh Doom, nơi mà Sorento đã bảo vệ bằng một trường lực, được kích hoạt bởi một vật phẩm trong trò chơi có tên là Quả cầu Osuvox. Parzival kêu gọi những người chơi OASIS khác tấn công lực lượng IOI xung quanh lâu đài. Art3mis vô hiệu hóa trường lực, cho phép Parzival tiếp cận bảng điều khiển, nhưng Sorrento kích nổ Cataclyst, một quả bom giết chết tất cả người chơi trên Hành tinh Doom. Tuy nhiên, do có một đồng xu đặt cược với Curator của Thư viện OASIS trước đó, Parzival có thêm một mạng sống, tiếp tục chơi trò Adventure để tìm trứng Phục Sinh. Anh được trao chìa khóa cuối cùng để mở cánh cổng và được Anorak đưa ra một hợp đồng để ký; tuy nhiên, Parzival nhận ra đó là bản hợp đồng mà Halliday buộc Morrow ký tên và đã từ chối. Anorak thay đổi hình dạng, trở thành Halliday và tiết lộ rằng bản hợp đồng là bài kiểm tra cuối cùng để đảm bảo Parzival sẽ không mắc phải những sai lầm như ông. Parzival được trao Trứng Phục Sinh Vàng và kiểm soát OASIS.

Trong thế giới thực, Sorrento và Zandor không thể ngăn Parzival và nhanh chóng bị bắt vì vụ đánh bom. Morrow, được tiết lộ là Curator, trao lại dịch vụ của mình cho Wade và anh vui vẻ chấp nhận. Wade quyết định điều hành OASIS cùng với Ngũ Đại, đóng cửa OASIS hai lần một tuần để mọi người dành nhiều thời gian hơn ngoài đời thật. Họ cũng chặn các trung tâm thu nợ vào OASIS, khiến IOI phải giải thể. Trong khi đó, Wade và Samantha bắt đầu có tình cảm và cùng nhau chuyển đến một căn hộ cao cấp.