Fahrenheit 451 conta a história de Guy Montag e a sua transformação de bombeiro que queima livros para rebelde leitor de livros. Montag vive numa sociedade opressiva que tenta eliminar todas as fontes de complexidade, contradição e confusão para assegurar uma felicidade sem complicações para todos os seus cidadãos. No entanto, como Montag vem a perceber ao longo do romance, os seus concidadãos não são tão felizes como espiritualmente ocos. As pessoas neste mundo são constantemente bombardeadas com propagandas e divertimentos superficiais, não lhes deixando espaço para pensar por si próprias ou avaliar os seus próprios estados emocionais. O resultado é uma sociedade que cresce cada vez mais egoísta, em busca de prazer, desligada, e vazia.
p>Montag começa a tornar-se consciente dos problemas que a sua sociedade enfrenta pouco tempo depois do seu encontro inicial com a livre-espiritual Clarisse McClellan. No início, a jovem confunde-o. Por todo o seu comportamento enigmático e pouco ortodoxo, Montag permanece intrigado, e depois de se separar, ele fixa-se na questão final de Clarisse: “Estás feliz?” No momento em que não faz ideia de como responder, mas a pergunta toca um acorde. Ao chegar a casa, a sua primeira resposta é a negação: “Claro que estou feliz”. O que pensa ela? Eu não estou?” No entanto, surge-lhe uma realização: “Ele não estava feliz… Ele usava a sua felicidade como uma máscara e a rapariga tinha fugido pelo relvado com a máscara e não havia maneira de lhe bater à porta e pedi-la de volta”
O momento deste reconhecimento tem grande significado no romance, uma vez que ocorre imediatamente antes de Montag descobrir a sua mulher, Mildred, inconsciente na cama após uma overdose de comprimidos para dormir. Quando os EMT chegam para bombear o estômago de Mildred e dar-lhe uma transfusão de sangue de emergência, informam casualmente Montag de que este tipo de evento acontece a toda a hora. Mildred parece inabalada pela sua experiência de quase morte, e Montag apercebe-se de que a sua mulher ficou tão vaga que está essencialmente a dormir mesmo quando está acordada.
p>Entre o reconhecimento da sua própria infelicidade e a realização da vacuidade da sua mulher, Montag torna-se pouco consciente de que algo está errado com o status quo. O choque de testemunhar uma mulher rebelde a queimar-se viva incita Montag à sua transformação. Ele desperta para a plena consciência dos problemas profundos da sua sociedade quando testemunha que esta mulher escolhe morrer em vez de deixar que os bombeiros lhe tirem os livros.
Quando Montag rouba um livro durante o episódio com a mulher rebelde, ele próprio entra num conflito tenso com o sinistro Capitão Beatty e com a sociedade em geral. Beatty suspeita imediatamente que Montag abrigou livros ilegais e faz-lhe uma visita, durante a qual explica a história social e tecnológica que levou ao banimento dos livros. Beatty deseja dissuadir Montag de ler, mas o seu discurso tem o efeito oposto. Depois da partida de Beatty, Montag decide dar sentido ao que dedicou a sua vida a destruir: livros.
A decisão de Beatty de procurar o valor dos livros conduz directamente ao clímax do romance. Mildred resiste fortemente ao projecto de leitura de Montag, e o conflito entre os dois chega à cabeça quando Montag regressa a casa para encontrar Mildred e os seus amigos a ver televisão na “sala de estar”. Montag fica furioso com a sua superficialidade e obriga-os a ouvir uma passagem de um livro. Embora tente encolher os ombros como uma piada, perturba visivelmente as mulheres, que deixam a casa e o entregam imediatamente aos bombeiros. O clímax do romance chega quando Beatty ordena a Montag que incendie a sua própria casa. Em vez de obedecer, Montag põe fogo a Beatty e foge. Montag escapa à cidade, flutuando por um rio que o leva para fora da cidade e para o campo. Lá ele encontra um bando de intelectuais que dedicam as suas vidas à preservação de grandes livros, comprometendo-os com a memória. O romance conclui com uma bomba a cair sobre a cidade, reduzindo-a a escombros. O grupo de intelectuais, liderado por Montag, dirige-se para a cidade destruída, na esperança de reconstruir.
Pelo fim do romance, a transformação de Montag está completa. Embora ele ainda não domine a informação que recebe dos livros, o seu pensamento sofre uma mudança suficiente para lhe permitir rejeitar a sua sociedade e abraçar a possibilidade de uma nova sociedade. Enquanto que a sociedade anterior entrou em colapso devido à sua recusa de conhecimento, o conhecimento servirá de base para a nova sociedade.