La novela relata la historia de las generaciones de la familia Buendía. La obra comienza con un joven llamado José Arcadio Buendía, quien se enamora de su prima Úrsula Iguarán, quienes después contraerían matrimonio. Úrsula tiene miedo a quedarse embarazada, puesto que en el pueblo donde viven, Riohacha, existe un mito en donde los hijos de padres que son familiares nacerían con cola de cerdo.
Tiempo después empezó un rumor de que Úrsula Iguarán aún era virgen, lo que llevó a Prudencio Aguilar burlase de José Arcadio, a quien cuestiono su hombría. Tras una discusión que tuvieron estos dos personajes por una pelea de gallos, José Arcadio decide matar a Prudencio clavándole una lanza por la espalda, pero no se libera tan fácil de su rival, puesto que el espíritu de su enemigo lo empieza a atormentar.
Después de lo sucedido, José Arcadio con su esposa y un grupo de personas deciden abandonar el pueblo de Riohacha, atraviesan una sierra buscando una salida al mar. Úrsula deja sus temores, y en su viaje nace su primer hijo, a quien decidieron llamarlo igual que su padre José arcadio. Un día los viajeros decidieron descansar al lado de un río, es noche José arcadio tuvo un sueño en donde se encontraba una ciudad con casas de paredes de espejos “llamada macondo”.
Al amanecer José ordena derribar los árboles que se encontraban al lado del río y es allí donde deciden fundar la el pueblo de macondo, en dicha aldea nacería su segundo hijo, Aureliano y su hija Amaranta. El temor de Úrsula no se cumplió, sus hijos nacieron sin ningún defecto. Los nombres de sus hijos se repetirán en las siguientes generaciones.
Cuando los Buendía se establecen en Macondo, el único contacto que tiene el pueblo con el mundo exterior, son una banda de gitanos, quienes traen inventos y artefactos extraños como la lupa, el imán, el hielo, etc. José Arcadio se obsesiona con todos esos inventos. Llega a tener una gran amistad con Melquiades, el líder de los gitanos, quien le regala un laboratorio, Melquiades muere y resucita varias veces en la historia.
Rebeca, una niña, llega extrañamente al pueblo, quien terminaría siendo familiar de José Arcadio. La familia Buendía decide adoptarla. En ese tiempo llega al pueblo la peste del insomnio y la peste del olvido que hace que los habitantes de Macondo no puedan dormir y pierdan la capacidad de recordar, el pueblo culpa a la niña de haber traído esas pestes. Mientras tanto Melquiades resucita para curar al pueblo, gracias a una bebida especial, José en agradecimiento invita a Melquiades a quedarse en su casa
En el tiempo que estuvo en la casa de José, Melquiades escribió unos pergaminos que nadie puede descifrar, sino hasta dentro de cien años.
José Arcadio muere atado a un árbol traes haber perdido la cordura de tanto estudiar, mientras que Úrsula vive por más de 100 años, su hijo José Arcadio tiene relaciones con una mujer llamada Pilar Ternera y esta queda embarazada. El hijo se llama arcadio. La historia se repite cuando su hermano, Aureliano, también tiene relaciones con Pilar quien también queda embaraza.
A pesar de los problemas, Aureliano se casa con su comprometida, Remedios, quien queda embarazada, pero muere durante el parto. Solo es una de las tantas tragedias de la familia Buendía.
Cuando estalla la guerra civil, Aureliano se convierte en coronel y deja Macondo, Arcadio es asignado a jefe Civil del pueblo, pero se convierte en un dictador brutal, tiempo después muere fusilado. Aureliano se cansa de luchar, y firma un acuerdo de paz, par así terminar ya la guerra civil. Trata de matarse, pero no lo consigue, termina su vida encerrada haciendo pescaditos de oro.
Con la llegada del tren, macondo se convierte en un lugar muy importante de la región con un cine, telégrafo y un gramófono, lo que trajo muchas visitas al pueblo. Este proceso atrae a extranjeros estadounidenses, quienes ponen una plantación bananera cerca del pueblo. Tiempo después los trabajadores de dicha compañía se declararían en huelga; la compañía bananera no le queda de otra que acudir al ejército nacional, quienes matan a todos los trabajadores.
Tras semejante masacre, llueve por 4 años y 11 meses. Al terminar las lluvias, Úrsula muere, la matriarca de la familia, después nace otro Buendía llamado Aureliano.
Después, regresa al pueblo Amaranta hija, quien tiene un romance con su sobrino Aureliano, tiempo después quedaría embarazada y es allí donde los miedos de Úrsula se convertirían en realidad; el bebé nace con cola de cerdo, Amaranta muere durante el parto mientras que Aureliano sale corriendo desesperado en busca de ayuda, pero Macondo es ahora solo un pueblo abandonado. Cuando regresa se da cuenta de que las hormigas se están comiendo a su hijo. Es en ese momento es donde recuerda una parte del pergamino que había escrito Melquiades que decía: «El primero de la estirpe está amarrado en un árbol y al último se lo están comiendo las hormigas». Aureliano entiende que en los pergaminos estaba escrito el destino de la familia Buendía.