Sirens of Titan raconte l’histoire du voyage de grande envergure de Malachi Constant, l’homme le plus riche de la Terre, de la Terre à Mars à Mercure, de retour sur Terre et enfin à Titan, une lune de Saturne. En cours de route, Constant est apparemment manipulé et contrôlé par Winston Miles Rumfoord, un aristocrate américain dont l’existence a été dispersée à travers le temps et l’espace après avoir volé dans une région déformée du système solaire lors d’un vol spatial vers Mars. Rumfoord construit une petite civilisation sur Mars et la conduit dans une mission suicidaire pour prendre le contrôle de la Terre en prélude à l’introduction d’une nouvelle religion sur Terre qui enseigne que Dieu est complètement indifférent au bien-être de l’humanité. Il utilise Constant comme figure symbolique de cette foi et humilie son ancienne épouse, Béatrice, dans un grand spectacle au cours duquel les deux sont exilés sur Titan avec leur fils, Chrono. Une fois sur Titan, ils apprennent d’un extraterrestre appelé Salo que même Rumfoord a été manipulé dans un schéma beaucoup plus vaste dans le but apparemment modeste de fournir à Salo une pièce manquante pour son vaisseau spatial.
Winston Niles Rumfoord, après avoir fait voler son vaisseau spatial privé dans ce qu’on appelle un infandibulum chrono-synclastique, a vu son existence s’étendre dans une spirale à travers le temps et l’espace. Cela l’amène à se matérialiser et à se dématérialiser à différents endroits du système solaire à intervalles réguliers. L’un de ces endroits se trouve dans son vaste domaine de Newport, Rhode Island, où vit sa femme, Beatrice Rumfoord. Ces matérialisations sont connues du public, mais personne n’a jamais été autorisé à en être témoin jusqu’à présent. L’homme le plus riche du monde, le playboy Malachi Constant, a été invité à rencontrer Rumfoord à la demande spécifique de Rumfoord.
La rencontre de Constant avec Rumfoord est troublante. Rumfoord, qui peut lire dans les pensées ainsi que voir dans le passé et l’avenir, dit à Constant que lui et Béatrice auront un enfant ensemble sur Mars, et que Constant voyagera de Mars à Mercure, puis retournera brièvement sur Terre avant de se retrouver sur Titan. . Rumfoord dit à Constant qu’il y a de belles femmes sur Titan et lui donne une photo de trois d’entre elles. Constant les trouve époustouflants. Ce sont les sirènes de Titan.
Incapables d’accepter les prédictions de Rumfoord, Béatrice et Constant font tout ce qui est en leur pouvoir pour les empêcher de se réaliser. Cela ne sert à rien, cependant. Constant perd bientôt toute sa richesse car sa stratégie d’investissement auparavant incroyablement chanceuse lui fait défaut. Constant a suivi la méthode bizarre de son père, qui a fondé la société Magnum Opus, qui a fait la richesse de Constant. Son père, Noel, a simplement écrit les lettres de la première phrase de la Bible de Gédéon par paires, puis a investi dans des entreprises qui avaient les mêmes initiales. A sa mort, Constant continue la même méthode, qui fonctionne un temps mais le conduit à la ruine. Confronté à la faillite et à de nombreux procès, lorsque deux recruteurs martiens lui proposent un poste d’officier dans l’armée martienne qui s’apprête à envahir la Terre, Constant saute sur l’occasion.
Béatrice fait également face à la ruine financière et est obligée de vendre le domaine. Les deux acheteurs sont en réalité les mêmes recruteurs martiens qui ont convaincu Constant de les rejoindre. Ils trompent Béatrice sur leur vaisseau et partent pour Mars. Ni Béatrice ni Constant ne savent que l’autre est à bord. Béatrice est gardée enfermée dans sa chambre pendant le voyage et le fanfaron Constant apprend seulement qu’une belle femme est dans la pièce. Une nuit, Constant obtient la clé de la chambre et y pénètre. Il viole Béatrice dans le noir, surpris de découvrir par la suite qui elle est. Ainsi, la première des prédictions de Rumfoord semble être en passe de se réaliser.
Sur Mars, chacun d’eux voit sa mémoire effacée et des antennes de contrôle implantées. Constant s’appelle maintenant Unk et est un soldat de l’armée martienne. Il est forcé de participer à l’exécution d’un autre soldat nommé Stony Stevenson, qui, à l’insu de Constant, est en fait son meilleur ami. Sa mémoire a été effacée plusieurs fois sur Mars parce qu’il semble être capable de bien se souvenir. Béatrice, maintenant appelée Bee, a un enfant, un garçon nommé Chrono. Elle devient enseignante.
Alors que l’armée martienne est mobilisée pour envahir la Terre, Constant s’enfuit pour retrouver Bee et Chrono. Il parvient à les retrouver, mais est bientôt capturé par la police militaire et emmené dans le vaisseau spatial qui doit le transporter, lui et un autre soldat nommé Boaz, aux combats sur Terre. Alors qu’ils s’apprêtent à décoller, Rumfoord se révèle à eux. On apprend que Rumfoord est le cerveau derrière l’invasion. Il raconte à Constant comment il est arrivé sur Mars et les circonstances de la grossesse de Bee et de la naissance de Chrono. Constant, dont la mémoire a été effacée, ne se rend pas compte que l’histoire parle de lui-même.
L’invasion martienne est une blague. Les forces sont dispersées sur le globe et elles sont terriblement sous-armées. Ils sont massacrés par les Terriens, qui commencent à avoir honte de ce qu’ils ont fait. Dans cette culture de la honte, Rumfoord introduit sa nouvelle religion.
Pendant ce temps, sur Mars, le navire décolle en ne transportant que Boaz et Constant et une grande quantité de provisions. Il n’a cependant pas été programmé pour aller sur Terre. Au lieu de cela, il les livre aux grottes profondes de Mercure, où ils vivent isolés pendant trois ans jusqu’à ce que Constant découvre le secret pour tromper le système de navigation du navire en le faisant sortir des grottes. Boaz choisit de rester sur Mercure, ayant trouvé un but en prenant soin des simples créatures qui vivent dans les grottes.
Le vaisseau de Constant le ramène sur Terre. Il trouve qu’il est attendu. Alors qu’il était dans les grottes de Mercure, Rumfoord a construit sa nouvelle religion sur Terre, celle qui enseigne que Dieu est indifférent au sort de l’humanité et que la chance n’est pas une véritable force de la nature ou la main de Dieu. La religion fait également un exemple négatif de Malachie Constant comme symbole de quelqu’un qui s’imaginait avoir de la chance et n’a rien fait de bon avec sa fortune. Rumfoord a prophétisé le retour de Constant sur Terre, l’appelant le Vagabond de l’Espace. Constant atterrit dans un cimetière et est immédiatement salué comme le Space Wanderer promis. Il est transporté au domaine Rumfoord juste au moment où Rumfoord est sur le point de se matérialiser à nouveau.
Rumfoord a préparé un grand spectacle pour le Space Wanderer et des foules immenses attendent son arrivée. En dehors du domaine, Bee et Chrono sont devenus des vendeurs de souvenirs destinés à la foule religieuse. Rumfoord réunit Constant, Bee et Chrono devant la foule et les humilie en révélant à tous leur véritable identité. Il leur ordonne immédiatement d’entrer dans un vaisseau spatial sur une haute colonne du domaine qui les exilera, ce qu’ils font. Avant de partir, Rumfoord porte un dernier coup à Constant en lui disant la vérité sur l’exécution de Stony Stevenson, que Constant espérait être encore en vie quelque part. C’est Constant lui-même qui a tué Stony, lui dit Rumfoord.
Tous les trois sont transportés dans le vaisseau vers Titan, une lune habitable de Saturne. Là, ils retrouvent Rumfoord, matérialisé en permanence sur Titan, où il a construit un palais sur une grande mer. Titan est également habité par une créature nommée Salo, une machine dont le navire y est abandonné depuis 200 000 ans. Rumfoord leur révèle que toute l’histoire humaine a été dirigée par le peuple de Salo sur la planète Tralfamadore, qui est capable d’exercer son influence sur de vastes distances. L’objectif principal de cette direction est de produire une seule petite pièce de rechange en métal pour le vaisseau spatial de Salo. Cette pièce est maintenant livrée. Il se présente sous la forme du porte-bonheur de Chrono, un morceau de métal lisse qu’il a ramassé enfant sur Mars.
Rumfoord disparaît alors, le centre de son existence s’étant déplacé vers un autre endroit de l’univers. Salo, qui en est venu à aimer Rumfoord, se démantèle dans le chagrin. Béatrice emménage dans le palais, passant ses derniers jours à écrire. Chrono se rend dans les bois de Titan, va vivre avec les géants oiseaux bleus du Titanic qui planent dans les cieux. Il n’y a pas d’autres humains sur Titan. Les belles femmes de l’image que Rumfoord a donnée à Constant au début de l’histoire se révèlent être des sculptures réalisées par Salo alors qu’il passait des millénaires à attendre la pièce de rechange.
Constant vit paisiblement sur le terrain, visitant occasionnellement Béatrice au palais. Il réassemble Salo, qui utilise la pièce de rechange pour réparer son navire. Lorsque Béatrice meurt enfin, Salo propose de ramener Constant sur Terre. Constant accepte. Salo l’emmène à un arrêt de bus à Indianapolis par une froide nuit d’hiver. Avant de le laisser partir, Salo hypnotise Constant pour qu’au moment de mourir, il s’imagine retrouver son ami Stony. Constant s’assoit à l’arrêt de bus et ne se relève plus jamais. Il meurt de froid, mais avant de mourir, il voit Stony venir l’emmener au paradis.