В начале мая 192... года в Ленинграде на заброшенной даче на реке Крестовке происходит убийство. Сотрудник уголовного розыска Василий Витальевич Шельга обнаруживает зарезанного человека со следами пыток. В просторном подвале дачи проводились какие-то физико-химические опыты. Высказывается предположение, что убитый — это некий инженер Петр Петрович Гарин. Между тем настоящий инженер Гарин, тщеславный и аморальный тип, но необычайно талантливый учёный, разработавший тепловой чудо-луч (подобие нынешнего лазера), спасается от иностранных убийц, а гибнет его сотрудник, двойник Гарина. Василий Шельга, случайно столкнувшийся с живым Гариным на почтамте, принимает его именно за двойника. Гарин не спешит переубеждать Шельгу, представляясь неким Пьянковым-Питкевичем; они заключают устный пакт о взаимопомощи. Скоро Шельга понимает, что его одурачили, но поздно: Гарин ускользнул за границу, в Париж. В это время в Париже находится американский химический король, миллиардер Роллинг, скупающий химическую промышленность старушки Европы. Он и его любовница русского происхождения шикарная Зоя Монроз давно проявляли интерес к изобретению инженера Гарина. Именно их люди совершили убийство в Ленинграде, безуспешно пытаясь завладеть чудо-аппаратом. В Париже Гарин встречается со своим сотрудником Виктором Ленуаром, который как раз завершил работу над эффективным топливом (спрессованным в небольшие пирамидки) для гариновского гиперболоида. Опасающийся за свою жизнь Гарин уговаривает Ленуара, загримировавшись, стать его двойником.
В это время в Ленинграде появляется бездомный мальчик Ваня, добравшийся сюда из Сибири; на спине у него чернильным карандашом написано письмо для Гарина от учёного Николая Манцева, который ещё до революции отправился в экспедицию на Камчатку, чтобы найти подтверждение теоретической догадки Гарина о существовании в глубине Земли так называемого Оливинового пояса, в котором в расплавленном состоянии находятся металлы, в том числе и вожделенное золото. Золото нужно Гарину для власти над миром. Чтобы пробиться к золоту, нужен гиперболоид. Чтобы построить огромный гиперболоид и шахту, нужны большие деньги, то есть Роллинг. Поэтому, представляясь все тем же Пьянковым-Питкевичем, Гарин отправляется прямо к миллиардеру, предлагая ему от имени инженера Гарина сотрудничество, но самодовольный Роллинг не принимает незнакомца всерьёз и в конце концов выгоняет из кабинета. Получив тревожную телеграмму от Гарина, опасающегося наёмных убийц, смелый Шельга выезжает прямо в Париж, надеясь заинтересовать гениального авантюриста информацией от Манцева. А в это время в Париже неугомонная Зоя Монроз заказывает очередное убийство Гарина, на этот раз бандиту Гастону Утиный Нос; но погибает опять двойник — на этот раз Виктор Ленуар. Зоя становится подругой и союзницей Гарина, который обещает ей в будущем владение Оливиновым поясом и власть над миром. Роллинг и Гастон Утиный Нос, оба ослеплённые ревностью и алчностью, пытаются окончательно убить Гарина; тот обороняется маленьким гиперболоидом. И уже через некоторое время могущественный Роллинг становится пленником и вынужденным партнёром Гарина и Зои на яхте «Аризона». Сюда же, на яхту, привозит Гарин и другого пленника и временного союзника — Шельгу. Руководствуясь принципом: хорошо то, что полезно для установления Советской власти во всем мире, благородный сотрудник уголовного розыска ещё надеется вернуть изобретение Гарина в СССР.
Гарин взрывает гиперболоидом немецкие химические заводы, открывая путь монополии Роллинга в Европе. На деньги Роллинга закупается по всему миру необходимое оборудование. Отправленная Гариным экспедиция обнаруживает стоянку Манцева на Камчатке. Манцев гибнет, но, его документы об Оливиновом поясе переправлены к Гарину. Гарин, Зоя и Роллинг захватывают остров в южной части Тихого океана. Здесь строится большая шахта с гиперболоидом для бурения. Со всех концов света набраны рабочие и служащие. Полиция составлена из бывших белых офицеров. Американцы посылают эскадру, чтобы уничтожить Гарина. Гарин уничтожает эскадру большим гиперболоидом. Достигнув Оливинового пояса, то есть безграничных запасов дешёвого золота, Гарин начинает продавать золотые слитки по смехотворным ценам. Наступает финансовая и экономическая катастрофа капиталистического мира. Но Гарин не собирается разрушать капитализм. Он договаривается с наиболее влиятельными капиталистами о власти в обмен за стабилизацию общества. Американский сенат провозглашает Гарина диктатором. Зоя Монроз становится королевой Золотого острова. Но против ожидания «романтик абсолютной власти» сам попадает во власть «буржуазной скуки».
К счастью, на Золотом острове вспыхивает восстание рабочих под предводительством «коммуниста» Шельги. Временно передав власть своему очередному двойнику, Гарин хочет овладеть большим гиперболоидом и шахтой. Яхта «Аризона» плывёт к Золотому острову, но попадает в тайфун. Гарин и Зоя выброшены на необитаемый коралловый островок. Тянутся месяцы. В тени шалаша из пальмовых листьев Зоя перелистывает уцелевшую книгу с проектами дворцов на Золотом острове. Собрав раковины и наловив рубашкой рыбу, Гарин, накрывшись истлевшим пиджачком, ложится спать на песок, должно быть переживая во сне разные занимательные истории.
