Leon Trout est un fantôme depuis un million d’années. Sa position unique lui permet de faire la chronique de la survie et de l’évolution de la race humaine. En 1986, une pandémie rend toutes les femmes humaines stériles, et l’espèce ne survit que parce que dix personnes se retrouvent bloquées sur l’une des îles Galapagos loin de la maladie. Mary Hepburn, professeur de biologie veuve, insémine artificiellement les femelles fertiles avec le sperme de son amant, le capitaine Adolf von Kleist. Pendant un million d’années, les descendants des colons sont les seuls survivants humains sur la planète, et ils évoluent pour s’adapter à leur environnement, avec de la fourrure, des nageoires et de petits cerveaux pour nager et attraper des poissons. L’humanité a enfin trouvé le paradis.
Au début du roman, les passagers attendent à l’hôtel El Dorado pour « la croisière nature du siècle », un aller-retour aux îles Galapagos depuis l’Équateur sur le nouveau bateau de croisière Bahía de Darwin. Les passagers potentiels sont James Wait, un escroc voyageant sous le nom de Willard Flemming, Mary Hepburn, un ancien professeur de biologie récemment veuve, le riche financier Andrew MacIntosh et sa fille aveugle Selena, le génie informatique Zenji Hiroguchi et sa femme enceinte Hisako. Les autres passagers ne se rendent jamais en Équateur. La croisière est annulée en raison d’un effondrement économique mondial.
Zenji et MacIntosh sont tous deux abattus par un soldat mentalement déséquilibré, qui laisse accidentellement entrer six filles orphelines de Kanka-bono dans l’hôtel gardé. Des gens affamés prennent d’assaut l’hôtel El Dorado et le bateau de croisière pour piller la nourriture et les biens dont ils disposent. Les passagers et les filles Kanka-bono sont emmenés dans un bus, conduit par le directeur de l’hôtel Siegfried von Kleist. Lors de l’évasion, James Wait, alias Willard Flemming, fait une crise cardiaque. Siegfried tente de conduire jusqu’à l’hôpital, mais une bombe frappe la ville. Le Pérou attaque l’Equateur. Le bus se dirige vers le port, où la Bahía de Darwin est amarrée. Les passagers montent à bord du navire, rejoignant son capitaine, Adolf von Kleist, le frère de Siegfried. Une autre bombe frappe la baie et le raz-de-marée qui en résulte noie Siegfried, qui montre déjà des signes de maladie mentale congénitale.
Adolf démarre le navire, espérant se diriger vers des rivages plus sûrs, mais ils sont perdus en mer. James Wait / Willard Flemming convainc Mary de l’épouser, sous la présidence du capitaine, puis il meurt. Mary ne sait jamais qu’il était un escroc. Enfin, le navire s’échoue à Santa Rosalia, l’île la plus septentrionale des Galapagos. Au début, les passagers attendent d’être secourus, mais une maladie a dévasté la population de la Terre en rendant toutes les femmes stériles. Les gens forment des couples. Selena et Hisako deviennent un couple et élèvent la petite fille d’Hisako, Akiko, qui naît couverte de fourrure. Adolf et Mary vivent ensemble pendant dix ans, jusqu’à ce qu’Adolf apprenne que Mary a, sans sa permission, utilisé son sperme pour féconder les six filles Kanka-bono. La colonie qui en résulte sur Santa Rosalia est peuplée des seuls humains survivants de la planète.
Un million d’années dans le futur, les êtres humains se sont transformés en mammifères nageurs, couverts de fourrure, avec de petits cerveaux et des nageoires à la place des mains. Le narrateur, Leon Trout, est le fantôme d’un soudeur qui a été tué lors de la construction de la Bahía de Darwin. Au lieu d’entrer dans l’au-delà, il a été bloqué sur Terre en tant que fantôme à cause de sa curiosité pour la condition humaine. Il dépeint les humains évolués, qui n’utilisent pas d’outils, ne construisent pas de bâtiments ou n’ont pas de grands rêves, comme une sorte de paradis. Toute violence humaine et pollution a disparu. Léon attend que le tunnel bleu réapparaisse et le conduise dans l’au-delà. Il ne lui reste plus rien à explorer sur la condition humaine, et il est prêt à partir.