El libro narra la historia de la familia Buendía a lo largo de siete generaciones en el pueblo ficticio de Macondo.[18]
José Arcadio Buendía y Úrsula Iguarán son un matrimonio de primos que se casaron llenos de presagios y temores por su parentesco y el mito existente en la región de que su descendencia podía tener cola de cerdo. En una pelea de gallos en la que resultó muerto el animal de Prudencio Aguilar, este, enardecido por la derrota, le gritó a José Arcadio Buendía, dueño del vencedor: «A ver si ese gallo le hace el favor a tu mujer», ya que la gente del pueblo sospechaba que José Arcadio y Úrsula no habían tenido relaciones en un año de matrimonio (por el miedo de Úrsula de que la descendencia naciera con cola de cerdo). José Arcadio Buendía reta en duelo a Prudencio y lo mata al atravesarle la garganta con una lanza. A partir de ese momento, el fantasma de Prudencio lo atormenta apareciéndose repetidas veces en su casa tratando de cerrar la herida mortal con un tapón de esparto. A causa del acoso del fantasma de Aguilar, José Arcadio Buendía y Úrsula Iguarán deciden irse a la sierra. En medio del camino, José Arcadio Buendía tiene un sueño en que se le aparecen construcciones con paredes de espejo y, preguntando su nombre, le responden "Macondo". Así, despierto del sueño, decide detener la caravana, hacer un claro en la selva y habitar ahí.
El pueblo es fundado por diversas familias dirigidas por José Arcadio Buendía y Úrsula Iguarán, quienes tuvieron tres hijos: José Arcadio, Aureliano y Amaranta (nombres que se repetirán en las siguientes generaciones). Buendía se interesa en las novedades que traen los gitanos al pueblo (teniendo una amistad especial con Melquíades, quien muere en variadas ocasiones y que sería fundamental para el destino de la familia), y termina su vida atado al castaño hasta donde llega el fantasma de su antiguo enemigo Prudencio Aguilar. Úrsula es la matriarca de la familia, quien vive más de cien años cuidando de la familia.
El pueblo poco a poco va creciendo y se establecen allí habitantes del otro lado de la ciénaga.[19] Con ellos se incrementa la actividad comercial y la construcción en Macondo. Inexplicablemente llega Rebeca, a quienes los Buendía adoptan como hija. Por desgracia, llegan también con ella la peste del insomnio y la peste del olvido causada por el insomnio. La pérdida de la memoria obliga a sus habitantes a crear un método para recordar las cosas y José Arcadio Buendía empieza a etiquetar todos los objetos para recordar sus nombres; no obstante, este método empieza a fallar cuando las personas también olvidan leer. Un día, regresa Melquíades de la muerte con una bebida que restablece la memoria, y en agradecimiento es invitado a quedarse a vivir en la casa. En esos momentos escribe unos pergaminos que solo podrían ser descifrados cien años después.
Cuando estalla la guerra civil, la población toma parte activa en el conflicto al enviar un ejército de resistencia dirigido por el coronel Aureliano Buendía a luchar contra el régimen conservador. En el pueblo, mientras tanto, Arcadio (nieto del fundador e hijo de Pilar Ternera y José Arcadio) es designado por su tío jefe civil y militar, y se transforma en un brutal dictador que es fusilado cuando el conservadurismo retoma el poder.
La guerra continúa y el coronel Aureliano se salva de morir en varias oportunidades, hasta que, fatigado de luchar sin sentido, arregla un tratado de paz que durará hasta el fin de la novela. Después de que el tratado se firma, Aureliano se dispara en el pecho, pero sobrevive. Posteriormente, el coronel regresa a la casa, se aleja de la política y se dedica a fabricar pescaditos de oro encerrado en su taller, al terminar cierta cantidad, volvía a fundir los pescaditos en oro, volviendo a empezar desde cero en un ciclo interminable.
Aureliano Triste, uno de los diecisiete hijos del coronel Aureliano Buendía, instala una fábrica de hielo en Macondo, deja a su hermano Aureliano Centeno al frente del negocio y se marcha del pueblo con la idea de traer el tren. Regresa al cabo de poco tiempo, cumpliendo con su misión, la cual genera un gran desarrollo, ya que con el tren, llegan también el telégrafo, el gramófono y el cine. Entonces el pueblo se convierte en un centro de actividad en la región, atrayendo a miles de personas de diversos lugares. Algunos extranjeros recién llegados empiezan una plantación de banano cerca de Macondo. El pueblo prospera hasta el surgimiento de una huelga en la plantación bananera; para acabar con ella, se hace presente el ejército nacional y los trabajadores que protestan son asesinados y arrojados al mar.
Después de la Masacre de las bananeras, el pueblo es asediado por las lluvias que se prolongan por cuatro años, once meses y dos días. Úrsula dice que espera el final de las lluvias para finalmente morir. Nace Aureliano Babilonia, el último miembro de la línea Buendía (inicialmente referido como Aureliano Buendía, hasta que más adelante descubre por los pergaminos de Melquíades que su apellido paterno es Babilonia). Cuando las lluvias terminan, Úrsula muere y Macondo queda desolado.
La familia se ve reducida y en Macondo ya no se acuerdan de los Buendía; Aureliano se dedica a descifrar los pergaminos de Melquíades en el laboratorio, hasta que regresa de Bruselas su tía Amaranta Úrsula, con quien tiene un romance. De este, Amaranta Úrsula queda embarazada y tiene un niño que al nacer se descubre con cola de cerdo; ella muere desangrada después del parto. Aureliano Babilonia, desesperado, sale al pueblo llamando de puerta en puerta, pero Macondo ahora es un pueblo abandonado y solo encuentra a un cantinero que le ofrece aguardiente, quedándose dormido. Al despertar se acuerda del niño recién nacido y corre a buscarlo, pero a su llegada encuentra que se lo están comiendo las hormigas.
Aureliano recuerda que esto estaba predicho en los pergaminos de Melquíades. Con vientos huracanados asediando Macondo y el lugar en el que estaba presente, termina de descifrar la historia de los Buendía que ya estaba allí escrita con anticipación, encontrando que al terminar de leerlos, finalizaría su propia historia y con él, la historia de Macondo, el cual sería arrasado por el viento y borrado de cualquier memoria humana... «porque las estirpes condenadas a cien años de soledad no tenían una segunda oportunidad sobre la tierra».
