未來的北京被分為三個空間，不同社會階層的人生活在相互隔離的不同空間。第一空間住著權貴統治者，有500萬人口，位于大地的一面，大地另一面是擁有2500萬中產白領的第二空間和擁有5000萬底層勞動者的第三空間。每48小時中，第一空間享受頭一天早上6點到第二天早上6點的24小時，第二空間享受第二天早上6點到晚上10點的16個小時，第三空間享受晚上10點到下個早晨6點的8個小時。每到轉換的時間，前一個空間的居民需要躺到床上接受催眠，屬于前一個空間的建筑等設施折疊起來，下一個空間的建筑展開。
48歲的第三空間的垃圾工老刀有一個垃圾站門口撿來的要上幼兒園的女兒糖糖。一天，他找到生活在第三空間而曾經進入過第一空間的彭蠡，向他詢問如何在轉換時混入第一空間。之前，老刀在廢瓶子中發現一張紙條。順著紙條來到第二空間，他見到在讀研究生秦天。秦天告訴他，自己在第一空間的聯合國實習時，曾愛上同在聯合國實習的一個女孩依言，可惜實習期只有一個月。秦天愿以十萬元雇老刀給生活在第一空間的依言帶一封信，若老刀能帶來回信，則給老刀二十萬元。希望自己女兒能進一個稍好的幼兒園的老刀答應了秦天。
老刀按照彭蠡的方法小心翼翼熬過空間轉換，成功混入第一空間，找到了依言。依言要求老刀到中午十二點再到她工作地點附近的超市聯系她。中午，老刀依約定見到依言。依言坦言，自己并非聯合國實習生，而是一家銀行的總裁助理，而且認識秦天時已有未婚夫，現在已經完婚。依言不想讓秦天討厭自己，她付給老刀十萬元，請他告訴秦天暫時不能在一起，但自己喜歡秦天，并附上手寫字條。
老刀準備找個偏僻的角落睡到空間轉換，但不小心被巡邏的機器人發現，并被帶到一個建筑后門門廊，幾個男人就如何處理他的問題發生了爭執。最后，他被一位年長者帶入建筑。年長者介紹自己名為葛大平，第三空間出生，在部隊中任雷達兵而升職并進入第一空間，他要老刀喊他老葛。老葛愿意帶老刀參加晚上舉行的折疊城市五十周年慶典宴席。晚上，老刀步入建筑一樓的會堂，聽了折疊城市運作負責人的演講。演講間隙，他見到依言的丈夫吳聞向負責人請求一個垃圾自動處理的項目，負責人表示項目將減少就業而不愿批示。負責人的秘書注意到老刀并對其身份生疑，老葛及時趕到打圓場，隨后他要求老刀回房間休息。
老刀醒來時宴會已經結束，他和老葛吃了點剩菜，喝酒聊天。深夜，他起身準備回第二空間。然而，一份材料數據出錯導致材料需要重印，空間轉換因此推遲了十分鐘。空間轉換時，老刀小心翼翼在邊緣移動，這時負責人接到吳聞落了東西在會場的報告而決定中止轉換恢復原狀，老刀的小腿因而卡在空隙里。三十分鐘后空間轉換重啟，老刀回到第二空間找到秦天，睡了十個小時后，把依言的信交給了秦天并處理了腳傷，接著回到第三空間。他疲憊地回到自己居住的公租房，正趕上公租房的收租負責人和住在他隔壁的女孩就取暖費發生了爭執。老刀甩給收租人一張一萬元的鈔票，進了家門，看了看糖糖，又準備接著去上班了。
