Tulevikus on inimrass kihutatud elama maa-alusesse linna. Nende elu on range kontrolli all. Nende ainsaks meelelahutuseks on holograafilised telerid, mis kannavad üle seksi ja vägivalda. Nad peavad tarbima narkootilisi aineid, millega kontrollitakse nende emotsioone ja tundeelu. Neil endil on keelatud astuda seksuaalvahekorda. Seadust hoiavad robotitest korravalvurid. Tehasetööline THX 1138 lõpetab kohustuliku kontrollnarkootikumi tarbimise, armub oma toakaaslasse LUH 3417-sse, ent vangistatakse, kui viimane rasestub. Koos kahe kaaslasega õnnestub THX 1138-l vanglast põgeneda. Koos asutakse ka LUH 3417-e otsinguile, et seejärel üritada maa-alusest linnast igaveseks põgeneda.