Исследователь, заведующий лабораторией в институте высокомолекулярной химии, во время эксперимента обжег себе лицо жидким кислородом, отчего все его лицо покрылось рубцами. Раны никак не заживают, и он все время ходит с забинтованным лицом. Он размышляет о том, что отсутствие на лице кожи, которая является не более чем оболочкой, отгородило его от общества. Он чувствует себя потерявшим лицо и замечает, что лицо играет в жизни куда более важную роль, чем он предполагал: даже умиротворяющая музыка Баха кажется ему теперь не бальзамом, а комком глины. «Неужели изуродованное лицо способно влиять на восприятие музыки?» — сокрушается он. Герой размышляет, не потерял ли он ещё чего-то вместе с лицом. Он вспоминает, как в детстве он стащил и бросил в огонь накладные волосы старшей сестры, казавшиеся ему чем-то непристойным, аморальным, а теперь бинты стали как бы его фальшивым лицом, лишенным выражения и индивидуальности.
Герой пытается восстановить физическую близость с женой, которая прервалась после несчастного случая, но делает это слишком резко, слишком грубо, и жена отталкивает его. Его связь с людьми нарушилась: прохожие вежливо отводят глаза от его лица, сослуживцы старательно делают вид, будто ничего не произошло, дети начинают плакать при взгляде на него. Герой хочет сделать маску, которая заменила бы ему лицо, восстановила бы его связь с людьми. Первым делом он встречается с К. — ученым, занимающимся изготовлением искусственных органов. К. демонстрирует ему искусственный палец, но лицо — другое дело. По мнению К., это не только косметическая проблема, но и проблема, связанная с профилактикой душевных Заболеваний.
К. во время войны был военным врачом и видел, что раненые прежде всего беспокоились не о том, будут ли они жить и будет ли их организм нормально функционировать, а о том, сохранится ли их первоначальный облик. Один солдат, у которого было изуродовано лицо, перед самой выпиской из госпиталя покончил с собой. Это убедило К, в том, что «серьезное наружное ранение лица, подобно переводной картинке, отпечатывается в виде душевной травмы».
К. готов заняться лицом героя и уверен, что сможет предложить ему нечто лучшее, чем бинты. Но герой отказывается. Он покупает искусственный палец и торопится поскорее уйти. Ночью, поставив искусственный палец на стол, точно свечку, герой обдумывает свой разговор с К, Если лицо — тропинка между людьми, значит, потеря лица навсегда замуровала героя в одиночной камере, и тогда идея маски сходна с планом побега из тюрьмы, где На карту поставлено существование человека. Герой действительно ищет путь к людям. Но ведь лицо не единственная тропинка. Научные труды героя по реологии читали люди, которые никогда его не видели, следовательно, научные труды также связывают людей между собой. Герой пытается понять, почему искусственный палец выглядит так отталкивающе. Вероятно, дело в ощущении кожи. Чтобы воспроизвести мельчайшие детали кожи, надо воспользоваться чьим-нибудь чужим лицом.
Герой встречается со школьным товарищем — специалистом в области палеонтологии. Тот объясняет герою, что даже опытный специалист может воссоздать лишь общее расположение мышц — ведь если бы скелет давал точное представление о внешнем облике человека, пластические операции были бы невозможны.
Герой обдумывает, какое лицо ему подойдет. Он ищет материал для гладкого эпителия, для кератинового сдоя эпидермы, для внутренних слоев кожи. Герой делает слепок своего лица из сурьмы — это внутренняя поверхность будущей маски. Теперь ему необходимо выбрать тип лица для наружной поверхности маски, что не так-то легко. Невозможность ни с кем разделить свое горе начинает превращать героя в чудовище. Если верно высказывание Карлейля, что сутана делает священника, то, быть может, верно и то, что лицо чудовища создает сердце чудовища.
Герой начинает любить темноту. Он идет в кино, чтобы побыть в темноте, случайно попадает на выставку масок театра «Но». Ему кажется, будто черты их лиц подвижны, но он понимает, что это обман зрения: на самом деле меняется не маска, а падающий на нее свет. Маски не имеют своего выражения, но тот, кто на них смотрит, видит на них некое выражение, каждый — свое. Все зависит от зрителя, от его выбора.
У героя возникает мысль выбрать тип лица с позиций близкого человека — жены. Герой говорит жене, что в кино зрители как бы берут напрокат у актеров лица и надевают их, и если лица актеров не нравятся, то фильм смотреть неинтересно. Жена отвечает, что больше любит фильмы, где нет актеров — документальные. Героя раздражает, что она все время уступает ему. Вернувшись к размышлениям о типе лица, он приходит к выводу, что, с точки зрения его жены, ему подходит «негармоничный, экстравертный тип». Лицо волевого, деятельного человека. Герой, с одной стороны, стремится восстановить тропинку, связывающую его с женой, с другой — стремится отомстить ей. Он чувствует себя охотником, чья стрела все время направлена на жену.
После долгих трудов маска наконец готова. Чтобы скрыть линию её соединения с лицом, герой делает маске бороду. Ему не нравятся бороды — это выглядит претенциозно, но у него нет выхода. Герой надевает маску, но собственное лицо кажется ему неживым. Вероятно, дело в том, что маска неподвижна и потому лишена выражения. Герой решает снять комнату в доме S и там «приучить маску к морщинам», придать ей выражение.
Герой впервые выходит в маске на улицу. Его цель — привыкнуть к маске, поэтому ему все равно, куда идти. Он заходит в табачную лавку. Продавщица не обращает на него особого внимания, он для нее такой же, как другие. На следующий день герой просит управляющего сдать соседнюю комнату его младшему брату, чтобы иметь возможность приходить и уходить в маске, не привлекая внимания. К сожалению, комната уже сдана. Тогда герой говорит, что брат будет время от времени приходить и отдыхать в его комнате. Герой встречает во дворе дочку управляющего, которая заплакала, когда в первый раз увидела его забинтованное лицо. Девочка умственно отсталая, и герой заговаривает с ней. «Играем в секреты», — говорит ему девочка. Герой поражается, как точно соответствует эта случайная фраза тому, что с ним происходит. Он обещает девочке купить новую игрушку. Маска начинает казаться герою злым духом.
Остается один день до окончания его вымышленной командировки. Ему необходимо полностью освоиться с маской. Он идет в магазин, покупает для девочки обещанную игрушку. Хозяин магазина показывает ему духовой пистолет. Герой не хочет покупать его, но маска берет над ним верх, и он покупает оружие. Герой ощущает маску как нечто почти отдельное от себя, почти враждебное. Он хочет прийти к жене в маске под видом чужого человека и соблазнить её. Подойдя к своему дому, не узнанный соседками герой рисует в своем воображении встречу жены с маской. Маска, которая должна была бы стать посредником между ним и женой, вызывает ревность героя. Герой чувствует, что между ним и его маской пролегает пропасть. Заглянув в окно своего дома, герой видит множество бинтов, свисающих с потолка лентами: ожидая его возвращения, жена выстирала старые бинты, которыми он обматывал лицо. Герой чувствует, что очень любит жену.
На следующий день герой к четырем часам приходит в маске на автобусную остановку, чтобы встретить жену, возвращающуюся с лекции по прикладному искусству. Когда она сходит с автобуса, герой заговаривает с ней. Он приглашает её выпить кофе, потом пообедать. Она невозмутимо позволяет маске соблазнять её, говорит, что её муж в командировке, через несколько часов после знакомства она идет с героем в гостиницу и отдается ему. Герой испытывает чувство поражения. Он не понимает жену.
На следующий день, обмотав лицо бинтами, герой делает вид, будто возвращается из недельной командировки. Вначале он идет на работу, чтобы успокоиться и привыкнуть к своему облику в бинтах. Дома жена встречает его как ни в чем не бывало. Он поражается — он так отчаянно борется с раздвоением между лицом и маской, меж тем как жена его совершенно хладнокровно выдержала раздвоение, которое было для нее совершенно неожиданным, и не испытала ни тени стыда или раскаяния. После ужина герой, сославшись на незавершенный эксперимент, уходит из дома. Через какое-то время он звонит жене от имени маски. Она говорит, что муж вернулся, но вскоре ушел, и добавляет: «Жаль его очень».
Герой растерян, он никак не может разгадать свою жену. Подходя к своему убежищу в доме S, герой встречает девочку. Герой в смятении делает вид, что не понимает, о чем идет речь: ведь когда он обещал девочке игрушку, он был в маске. Но девочка говорит ему:
«Не волнуйтесь, ведь мы играем в секреты». Герой видит, что его маска не может обмануть даже слабоумную девочку, но успокаивает себя тем, что девочка, как и собака, доверяет не внешнему воду, а интуиции, именно поэтому её труднее обмануть, чем взрослого мыслящего человека. Герой отдает девочке игрушку.
Надев маску, он идет на свидание с собственной женой. Вернувшись, он начинает писать записки, чтобы разрушить им же созданный треугольник. Он никак не может слиться с маской, поэтому воспринимает связь маски с женой как измену, как предательство. Это продолжается почти два месяца. Жена героя встречается с маской, а герой пишет записки, призванные все объяснить жене. Закончив записки, герой сообщает жене, как попасть в его убежище в доме S. Жена приходит туда и находит три тетради, где герой описал все свои мысли и чувства, — содержание этих тетрадей и является текстом романа. В заключение герой пишет жене, где лежит его маска, и говорит, что она может делать с ней все, что угодно.
На чистых страницах последней тетради герой делает записи для себя. Он описывает, как сидел дома и ждал, пока жена в доме S читает тетради с его записями. Он надеется, что разоблачение маски причинит боль жене, что ей станет стыдно. Ведь она своей «изменой» также ранила героя, значит, они квиты. Он считает, что любое решение лучше, чем подобный любовный треугольник. Не дождавшись жены, герой спешит к дому S. Жены там нет. Маска по-прежнему лежит в шкафу. На столе он обнаруживает письмо от жены. Она пишет, что с первой минуты обо всем догадалась. Но он, который поначалу стремился с помощью маски вернуть себя, с какого-то момента стал смотреть на маску как на шапку-невидимку, но не для того, чтобы скрыться от других, а для того, чтобы убежать от себя. Маска сделалась другим его лицом. Жена пишет, что маска не была плохой, просто он плохо знал, как с ней обращаться: в итоге маска ничего не изменила. Жена обвиняет героя в том, что он не желает знать никого, кроме себя, и считает его поведение издевательством над ней.