Der namenlose Protagonist arbeitet für einen großen Autohersteller in einer amerikanischen Großstadt als Rückrufkoordinator und führt ein nach außen unauffälliges, an oberflächlichem Konsum orientiertes Leben. Er verabscheut seinen Beruf und leidet seit geraumer Zeit an Schlaflosigkeit. Um diese zu lindern, nimmt er an Selbsthilfegruppen für chronisch Kranke teil, indem er vorgibt, selbst unheilbar krank zu sein. Die Anteilnahme der Gruppenmitglieder lindert kurzzeitig die Schlaflosigkeit des Protagonisten, zumindest so lange, bis er dort Marla Singer kennenlernt. Sie ist wie er eine Simulantin, die ebenfalls ungerechtfertigt an Selbsthilfegruppen teilnimmt. Als er dies erkennt, fühlt er sich ertappt und unbehaglich und kann wieder nicht schlafen.
Sein Leben verändert sich radikal, als er auf einer Dienstreise im Flugzeug den dubiosen Seifenhändler Tyler Durden trifft. Nachdem die Eigentumswohnung des Protagonisten bei einer Explosion zerstört worden ist, wendet er sich spontan an Tyler und trifft sich mit ihm in einer Kneipe. Als der Protagonist erwähnt, dass er ein Hotel braucht, suggeriert ihm Tyler, er könne ihn fragen. Nach einigem Zureden bittet der Protagonist ihn um eine Schlafgelegenheit, wofür Tyler als Gegenleistung verlangt, geschlagen zu werden. Daraus resultiert eine sonderbar freundschaftliche Prügelei, bei der sich der Protagonist eigentümlich lebendig fühlt. Als Folge zieht er dauerhaft bei Tyler ein, der sich in einer verlassenen, völlig verwahrlosten Villa einquartiert hat.
Nach weiteren Kämpfen in der Öffentlichkeit schließen sich ihnen weitere Männer an, die ebenfalls den Nervenkitzel regelmäßiger Schlägereien suchen. Tyler und der Protagonist gründen daraufhin den Fight Club. Die Männer treffen sich regelmäßig zu Kampfabenden im Keller einer Bar. Diese Art von Geheimloge ist für den Protagonisten die neue Form einer Selbsthilfegruppe – er ist glücklich. Eines Tages bittet Marla ihn nach Einnahme einer Überdosis Schlaftabletten telefonisch um Hilfe. Der Protagonist ignoriert sie, doch kümmert sich Tyler um Marla, woraufhin beide eine heftige Affäre miteinander beginnen. Tyler bittet den Protagonisten – sozusagen als Gefallen unter Freunden – dass dieser niemals mit Marla über Tyler redet, woran sich der Protagonist auch hält. Parallel dazu verhindert der Protagonist mit einer List seine sich abzeichnende Kündigung: Zum einen erpresst er seinen Arbeitgeber mit der Wahrheit, dass dieser Autos herstellt, die Sicherheitsstandards nicht entsprechen. Im Büro seines Vorgesetzten verprügelt er sich zudem vor dessen Augen selbst, gibt aber seinem Chef die Schuld daran und bewirkt so, dass er fortan als „freiberuflicher Berater“ weiterhin Gehalt bezieht, ohne arbeiten zu müssen.
Tyler gründet derweil ohne Wissen seines Mitbewohners das Projekt Chaos, wofür er Gleichgesinnte aus dem Fight Club rekrutiert und in seinem Haus unterbringt. Diese strikt durchorganisierte Truppe unternimmt Angriffe auf die öffentliche Ordnung, wobei es zu einem Todesfall in den eigenen Reihen kommt. Der Protagonist, der unter immer stärkeren Schlafstörungen und Erinnerungslücken leidet, bemerkt nun, dass er die Einsicht in Tyler und dessen Pläne verloren hat. Nachdem Tyler plötzlich verschwunden ist, begibt sich der Protagonist auf dessen Spur. Er erfährt, dass Tyler landesweit weitere Fight Clubs gegründet hat, um die herrschende Ordnung umzustürzen. Dabei erfährt er zu seiner Bestürzung, dass er selbst von allen für Tyler gehalten wird.
Nachdem der Protagonist vor Marla über Tyler geredet und damit Tylers einzige Regel zwischen den beiden gebrochen hat, taucht Tyler in einem Hotelzimmer des Protagonisten auf und offenbart ihm endgültig die Wahrheit über sich und ihn: Er hat eine dissoziative Identitätsstörung. Er selbst ist Tyler Durden, der als eigenständige Person nur in seiner Vorstellung existiert, eine souveräne und anarchistische Person, die all das ist und tut, was er nie sein oder tun konnte. Der Protagonist selbst arbeitet als Tyler, wenn er zu „schlafen“ glaubte, er ist teilweise noch er selbst oder er beobachtet Tyler. Er selbst hatte sich damals vor der Kneipe verprügelt, er selbst hatte seine alte Wohnung und sein altes Leben gesprengt. Als Tyler hatte er selbst die Affäre mit Marla und hat einen Plan in Gang gesetzt, den der Protagonist nun aufzuhalten versucht: Die Zentralen aller Kreditkartenunternehmen sollen in die Luft gesprengt werden, um das Finanzwesen kollabieren zu lassen und jeden Menschen noch einmal „von Null“ anfangen zu lassen. Tyler hat für den Fall vorgesorgt, dass sich sein „Ich“ gegen ihn wenden könnte: die Angehörigen des Projekt Chaos stellen sich nun gegen ihn und er kann ihnen nur knapp entkommen.
In einem Wolkenkratzer kommt es zum Endkampf zwischen dem Protagonisten und seinem anderen „Ich“ – wie zuvor verprügelt sich der Protagonist also faktisch selbst, wobei seine „Tyler“-Seite zunächst die Oberhand behält. Szenen des Kampfes aus der „neutralen“ Sicht von Überwachungskameras zeigen, dass Tyler und der Protagonist tatsächlich nur eine Person sind. Der Protagonist überzeugt Tyler, dass er sich – und damit beide Versionen seiner selbst – umbringen wird. Er schießt sich in den Mund, woraufhin man Tyler mit einem Loch im Hinterkopf zu Boden fallen sieht. Der Protagonist hingegen überlebt – er hat sich lediglich durch die Wange geschossen. Tylers Werk kann jedoch nicht mehr aufgehalten werden. Gemeinsam mit Marla, die eigentlich in einem Bus hätte fliehen sollen, aber von den Mitgliedern des Projekt Chaos zum Wolkenkratzer gebracht worden ist, betrachtet der Protagonist die Zerstörung der Finanzgebäude.
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