Sto rokov samoty sprevádza sedem generácií rodiny Buendíovcov a sto rokov naozajstného života vo fiktívnom svete Maconda. Na prvý pohľad príbeh nemá chronologický dej. Literárna vedkyňa Mechthild Strausfeldová sa domnieva, že dejiny Maconda a tým aj dej románu možno zhruba rozdeliť do štyroch periód:

Praotec Buendíovcov, ktorý spáchal vraždu uniká pred duchom zavraždeného so ženou a viacerými rodinami cez džungľu, hľadajúc vhodné miesto na založenie dediny. Následne založia Macondo. Čoskoro sa tam objaví skupina cigáňov, medzi nimi Melquíades, ďalšia hlavná postava románu.

Zjavenie sa sudcu spečatilo začlenenie Maconda do systému štátnej správy a moci, od ktorého jeho občanov mala chrániť práve odľahlá topografia. Teraz, keď sa Macondo stalo súčasťou republiky, jeho obyvateľov sa týka občianska vojna medzi konzervatívcami a liberálmi. Objavuje sa tu plukovník Aureliano Buendía, najdôležitejšia postava románu.

Po občianskej vojne sa severoamerická banánová firma stane najdôležitejším zamestnávateľom v dedine. Jej zaobchádzanie so zamestnancami je nešetrné, kvôli čomu na stanici dôjde k masakru, pri ktorom príde o život mnoho zamestnancov.

V posledných kapitolách sa Macondo zmieta v hlbokej agónii. Všetko zaniká a pôvodnú plochu opäť zaberá prales, bez toho aby to niekomu vadilo alebo sa nad tým pozastavil. Príbeh kulminuje do mystického záveru, v ktorom Aureliano Babilonia, posledný žijúci potomok Josého Arcadia Buendíasa, rozlúšti spisy Melquíadesa, z ktorých vysvitne, že ide o kroniku a proroctvo dejín Maconda. Toto sa končí zánikom dediny, pri ktorom zahynie aj Aureliano Babilonia – práve v momente, keď sa o tom z Melquíadesovho proroctva dozvedá.