滑川哲郎在酒店房间中死于心肌梗塞，房门自内锁住，枕头下面有一把枪，行李箱中里有许多子弹，但奇怪的是口径与枪对不上。死者入住酒店前在储物柜存放了东西，有人取走其中物品。
一家名为 Somnium 的药物公司开发了一种睡眠药 Felicitas，吃了之后便会做美梦。七人受邀参加为期九十天的实验，通过在脑内植入芯片，可以进入一个名为 Umetopia 的世界共享梦境。七人分别为：男主人公蝶野恭平、老太太キョーコ、金发美女カノン、成年女性モミジ、绅士アブ、女高中生タナカミナエ、房地产公司总裁ナメリカワテツロウ。恭平患有嗜睡症，无法正常工作，在职场辞职。恭平有一个女朋友風間彩花。
为了帮助“做梦人”（dreamer）区分梦境和现实（称作“自觉”），在梦境的天空中到处飘着名为“蝴蝶”的生物，如果觉得要失去“自觉”，只要抬头看一下蝴蝶就能恢复。做梦人不能离开蝴蝶超过一百米，蝴蝶不能消灭或者杀死。做梦人可以通过潜意识投射产生“额外人物”（extra），类似于游戏世界的 NPC，还可以随意“制造”（create）物品，比如想要枪手里就会出现一把枪。如果被额外人物挡住去路，不能让它消失，但可以制造机枪把它打跑。无论发生什么做梦人都不会死。大家发现ショータ的尸体，胸口插着一把刀。
公司组织人员蜂谷告诉恭平让做梦人在梦境死亡的秘密。如果一个人失去“自觉”的时候被另一人杀死，就会在现实中死去，但被害者必须认识到杀人者有明确的杀人意图，且持续十秒钟以上，比如暗杀、事故均不能杀人。如果做梦人本人在现实中死亡，则尸体在梦境消失。ナメリカワ被鲨鱼咬成两截，一张飘落的纸条上写着“第二人”。现实生活中的滑川哲郎死在酒店房间中。ミナエ有一个小六岁的妹妹，小时候经常一起捉虫子玩。舞台爆炸，アブ一只手被压住，恭平帮助アブ脱困。
西村清美谋杀了交往中的男伴并将其肢解。钢琴家虻川光隆（アブ）在一场巴士事故中受伤，左臂截肢，从此得上幻肢症。キョーコ身患胰腺癌时日无多。彩花生日当天去了一个十五年前发生过火车事故的遥远小镇，在图书馆借了一本弗洛伊德的《梦的解析》。内村京子在医院因心肌梗塞去世，享年78岁，梦境中的キョーコ也在简易床上去世，身旁一张纸条上写“第三人”。两年前 Somnium 曾举行过一次梦境实验，参加实验的四名公司精英在梦境中自相残杀，最后只有一人幸存。西村清美驾驶客车时突发心梗死亡。滑川夫人说一个年轻女子取走了滑川留在储物柜的东西。
真相
犯人为ミナエ（榎並叶多），她制造了ショータ，所以ショータ可以被杀死。アブ第一天来的时候ミナエ和ショータ已经在场，所以ミナエ是唯一能制造ショータ的人。ミナエ捉住蝴蝶藏在书包里，然后制造了假的蝴蝶，通过让假蝴蝶消失使人失去“自觉”，从而达到杀人目的。ミナエ在现实中是彩花的姐姐，十五年前在火车事故中变成植物人（伏线：ミナエ不用智能手机，因为2010年便植入芯片），因为一直在做梦所以永远不会失去“自觉”。ミナエ的父亲榎並是 Somnium 公司社长，曾与她在梦境相会。彩花想要手枪做生日礼物保护姐姐，ミナエ托カノン（皆本奏音）帮自己搞手枪，ナメリカワ在储物柜留下一把手枪和少量子弹，让カノン试射之后来找自己拿更多的子弹。ナメリカワ约カノン在酒店见面取子弹，为了保险起见在枕头下面放了枪，但在梦境中死去。彩花每年生日与姐姐玩寻宝游戏，去图书馆从《梦的解析》书中拿到カノン留下的信，按照信中线索取走储物柜里的枪。ミナエ杀死キョーコ是帮助她安乐死。モミジ（西村清美）在游戏中肢解额外人物男性，也被杀死。ミナエ杀人是为了终止梦境实验。
共享梦境的设定世界中发生违反设定的不可能杀人，并引发现实世界中的死人，主要的设定盲点比较容易识破。岡崎琢磨『Butterfly World 最後の六日間』(2021) 应该是借鉴了本书的设定。
