Сюжет
Шесть историй, действие которых происходит в разное время, тесно переплетаются между собой.
Тихоокеанский дневник А́дама Ю́инга — 1849 год. История американского нотариуса Адама Юинга, приходившегося зятем Хаскеллу Муру, американскому работорговцу и расисту. История представлена как дневник Юинга, который он вёл во время путешествия на корабле, на котором он возращался домой, в Америку. Молодой нотариус прибыл на корабле на один из островов Тихого Океана, чтобы заключить контракт на поставку рабов для своего тестя. Упав в обморок, Юинг спасает от порки кнутом молодого чернокожего раба Аутуа. Когда у Юинга начинаются постоянные обмороки, он обращается за помощью к английскому доктору Генри Гузу, который собирает зубы людей, съеденных людоедами, для продажи коллекционерам. Гуз убеждает Юинга, что его организм поражён очень опасным паразитом, и спасти его может только длительный курс приёма лекарства, разработанного самим Гузом. Юинг и Гуз вместе отправляются на корабле обратно в Америку; на этот корабль тайком пробирается и сбежавший Аутуа. Юинг выдаёт Аутуа, который ранее успел побывать матросом и умеет обращаться с такелажем, хозяину и капитану корабля, и убеждает взять его в команду. Несмотря на постоянный приём лекарства, Юингу становится всё хуже и хуже. Генри Гуз оказывается аферистом, намеревающимся постепенно отравить Юинга, чтобы завладеть принадлежащим ему сундуком с золотыми монетами. Аутуа не даёт Гузу влить в рот Юингу последнюю дозу яда; в завязавшейся схватке Юинг убивает Гуза сундуком, которым тот так стремился завладеть. Аутуа вместе с Юингом прибывает домой к последнему, где тот встречает свою жену Тильду. Вместе с мужем Тильда покидает отца и уезжает, чтобы присоединиться к аболиционистам в борьбе против рабства.
Письма из Зедельгема — 1936 год. История создания симфонии «Облачный атлас», представленная как собрание писем её автора, молодого английского композитора Роберта Фробишера своему возлюбленному и любовнику Руфусу Сиксмиту. Студент университета Роберт Фробишер дискредитирует себя в глазах общественности гомосексусальной связью с другим студентом, Руфусом Сиксмитом, а затем, сбежав из университета, устраивается в секретари к знаменитому композитору Вивиану Эйрсу, с помощью которого намеревается восстановить своё доброе имя. Там он помогает Эйрсу с его сочинениями и в то же время вступает в любовную связь с его женой Иокастой. В одном из писем Фробишер сообщает Сиксмиту, что нашёл в библиотеке Эйрса дневник Адама Юинга, и вдохновившись после его прочтения, начал работать над секстетом «Облачный атлас». Спящий Эйрс слышит фрагмент этого сочинения и видит во сне картину будущего: кафе «Папы Сонга» и работающую в нём Сонми-451 (из другой сюжетной линии). Проснувшись, Эйрс рассказывает о своём сне Фробишеру, а затем пытается, но не может вспомнить услышанную во сне мелодию. Фробишер начинает играть свою музыку, и Эйрс вспоминает, что именно эта та мелодия из его сна. Фробишер объясняет Эйрсу происхождение мелодии из сна, затем в ходе возникших разногласий Эйрс насмехается над гомосексуальностью Фробишера, и тот, понимая, что ему нечему учиться у Эйрса, намеревается уйти от него, чтобы продолжить работу над «Облачным атласом» в одиночестве, но Эйрс заставляет его остаться, угрожая опозорить. Ночью Фробишер находит в доме Эйрса пистолет марки «Люгер» и стреляет в него, намереваясь убить, но лишь слегка ранит, после чего сбегает. Объявленный в розыск за покушение на жизнь Эйрса, скрываясь от полиции, Фробишер живёт в третьесортной гостинице и продолжает работу над главным делом своей жизни, при этом он вынужден отдать раскрывшему его портье подарок Сиксмита — дорогую жилетку. Завершив «Облачный атлас» и дописав последнее письмо Сиксмиту, Фробишер кончает жизнь самоубийством, стреляя себе в рот из пистолета Эйрса. Разыскивающий возлюбленного Сиксмит узнаёт на портье свою жилетку, врывается в жилище Фробишера и слышит выстрел.
Периоды полураспада. Первое расследование Луи́зы Рей — 1973 год. История расследования, проведённого журналисткой Луизой Рэй, представленная, как сборник записей, надиктованных ею на диктофон. Молодая амбициозная журналистка начинает расследование об изъянах в безопасности атомных реакторов крупной энергетической корпорации, на которое её натолкнул физик-ядерщик Руфус Сиксмит. Вместе с отчётом о проверке реакторов ей в руки попадают письма сорокалетней давности, написанные Сиксмиту композитором Робертом Фробишером. Также она покупает пластинку с симфонией «Облачный атлас». Сиксмит гибнет от руки наёмного убийцы, который затем покушается и на жизнь самой Рэй, но, благодаря помощи Хавьера Гомеса — мальчишки, любящего детективы и живущего по соседству, а также Джо Нейпира — руководителя службы безопасности атомной электростанции, она остаётся жива и расследование достигает успеха.
Страшный Суд Ти́моти Ка́вендиша — Наши дни (2012 год). История жизни шестидесятилетнего издателя Тимоти Кавендиша, сорвавшего куш на бестселлере и бегущего от возмездия сообщников автора, попавшего в тюрьму, а затем по злой шутке своего родного брата попадающего в дом престарелых с весьма строгими правилами содержания. Представлена как сценарий автобиографического фильма «Страшный Суд Тимоти Кавендиша», написанный им самим. Найдя сообщников, он осуществляет побег, одновременно читая историю журналистского расследования Луизы Рей, написанную выросшим Хавьером Гомесом. После побега возвращается к возлюбленной своей молодости Урсуле и описывает все свои приключения в киносценарии.
Откровение Сонми́-451 — история жизни девушки по имени Сонми-451, которая живёт в будущем (2144 год), в вымышленном городе Нео-Сеуле. Представлена как собрание её бесед с Архивариусом, записанных после её ареста. Всё население города разделено на «чистокровных» (рождённых естественным путём) и «фабрикатов» (клонов), формирующих низший социальный класс. У фабрикатов, являющихся клонами, к имени добавляется порядковый номер. Сонми-451 — «фабрикат», работавший в кафе быстрого питания «Папы Сонга» — здесь клоны принимают заказы, разносят еду и убирают. На протяжении всей жизни фабрикаты носят ошейник, который позволяет смотрителю кафе убить фабриката в случае неподчинения. Фабрикаты живут в подземных помещениях ресторана и никогда не видят солнечного света, их день состоит из 19 часов работы, гигиенических процедур и перерывов для питания энергомылом. После 12 лет службы фабрикаты проходят процедуру Экзальтации, которая (как им говорят) ведёт их к лучшей жизни. На самом деле их убивают, а затем разделывают в помещении, похожем на скотобойню, чтобы переработать в энергомыло для питания следующих поколений клонов. Фабрикатам неведомы человеческие удовольствия, они не знают радостей любви и секса. Предшественница Сонми-451 — фабрикат Ю́на-939, тайком выводила её из состояния сна, показывала ей запрещённое для клонов кино (в том числе однажды она продемонстрировала ей на сломанном плеере фрагмент фильма «Страшный Суд Тимоти Кавендиша» с Томом Хэнксом). Юна гибнет в результате инцидента, когда пытается сбежать из кафе, ударив унизившего её посетителя. Коммандер Хэ Чжу Чен, член революционной группы, намеревавшийся выкрасть Юну, чтобы затем сделать её символом революции, с той же целью выкрадывает Сонми-451. В ходе побега Сонми впервые видит небо, а затем познаёт то, что является запретным для фабрикатов: Хэ Чжу показывает ей полную версию фильма Кавендиша, она и Хэ Чжу влюбляются друг в друга, а затем занимаются сексом. Со станции спутниковой связи, захваченной повстанцами, Сонми обращается с воззванием («откровением») к человечеству. Там же её арестовывают. Перед казнью Сонми спокойно и снисходительно рассказывает свою историю Архивариусу — высокопоставленному лицу, пытающемуся понять её поступок.
Переправа возле Слу́ши и всё, что после — 106 зим после Крушения (2321 год). История Захри́ (Заха́рии) Бе́йли, которую он рассказывает своим внукам. Примитивное постапокалиптическое общество на одном из Гавайских островов. Поселенцы частично деградировали и живут небольшими кланами. Срок их жизни невелик из-за радиации и загрязнения окружающей среды. Они помнят, что в результате некоего события, которое они называют «Крушением», цивилизованные народы Земли — известные как «Древние», — погибли. В этом примитивном мире люди считают Сонми-451 богиней, а Чарльза Дарвина — богом; по мнению этих людей, они произошли «от богини Сонми и бога Дарвина»; они чтут заповеди, данные им, как они считают, богиней Сонми. Поселенцы боятся дьявола — «Старину Джорджи». Легенды гласят, что он живёт над Долиной в месте, которого боятся все Жители Долин (гора Мауна-Сол). Варвары Ко́ны — клан каннибалов, враждующий с жителями долины. Захри (Захария) — член клана Жителей Долин. Два раза в год остров посещают для торговли Провидцы — технологически развитый клан, сохранивший остатки знаний погибшей цивилизации. Они тоже страдают от радиации, хотя и в меньшей степени, чем жители острова. В одно из таких посещений в доме Захри остается Мероним, женщина из клана Провидцев. Захри не верит Мероним. Но несчастный случай с его племянницей вынуждает его прибегнуть к помощи Провидицы. Он просит вылечить её, а взамен соглашается проводить Мероним на гору. Совершая восхождение, Мероним и Захри добираются до сохранившейся рабочей станции спутниковой связи. Там Мероним рассказывает Захри историю настоящей Сонми: что на самом деле она была не божеством, а человеком, и показывает её «откровение», запустив видеофайл в воспроизводящем устройстве. Затем Мероним отправляет сигнал бедствия уцелевшим во время катастрофы жителям земных космических колоний, прося их спасти оставшихся на Земле людей. Захри и его племянница Каткин вместе с Мероним и другими Провидцами отправляются на другую планету.
В прологе и эпилоге Захри, а затем и его жена Мероним, теперь глубокие старики, живущие на другой планете, пересказывают свою историю многочисленным внукам.