Dans la nuit du 1er janvier 1900, George, épuisé et sale, surgit au milieu du groupe d'amis qu'il a invités. Il leur rappelle qu'au jour de l'an précédent, il leur avait fait la démonstration d'une minuscule machine à explorer le temps et n'avait obtenu que des rires sceptiques. Pourtant, après leur départ, George est descendu dans son laboratoire où l'attendait une machine à explorer le temps à échelle normale. Il l'a essayée, faisant d'abord de petits sauts dans le futur. Puis s'enhardissant, il s'est d'abord arrêté en 1917 pour voir sa maison détruite, puis en 1940 pour voir Londres bombardé, puis en 1966 pour assister à l'explosion d'une bombe atomique.

Pris dans une explosion volcanique, il pousse sa machine jusqu'en 802 701 et arrive dans une sorte de jardin paradisiaque. Explorant les lieux, il découvre un peuple paisible qui n'éprouve même pas le besoin de sauver une jeune femme qui se noie. George plonge et porte secours à la jeune Weena.

Les Elois vivent dans un état de décadence proche du végétatif. Le soir, ils se mettent à l'abri dans un Sphinx de pierre. Weena, venue prévenir George du danger, est attaquée par une horrible créature : un Morlock. Les Morlocks vivent sous terre et les Elois leur servent d'esclaves et de bétail. Lorsque retentissent les sirènes, les Elois, comme hypnotisés, descendent dans les cavernes.

S'enfonçant dans l'un des conduits d'aération qui mènent dans l'antre des Morlocks, George affronte ceux-ci. Avec une allumette puis une torche, il les aveugle. Pendant que le feu ravage la grotte, les Elois et George remontent à la surface. Enfin libérés, les Elois vont connaître une autre vie.

En ce soir de nouvel an 1900, George, après le départ de ses amis, reprendra sa machine à explorer le temps et ira retrouver définitivement Weena et son peuple.