La industrialización del siglo xx llevó al hacinamiento, la contaminación y al calentamiento global debido al efecto invernadero causando un desastre ecológico en todo el planeta Tierra. En el año 2022, en este futuro distópico, la ciudad de Nueva York está habitada por más de 40 millones de personas, físicamente separadas en una pequeña élite que mantiene el control político y económico, con acceso a ciertos lujos como verduras y carne, y una mayoría hacinada en calles y edificios donde malvive con agua en garrafas, y dos variedades de un producto comestible: Soylent rojo y Soylent amarillo, que son la única fuente de alimentación, pues la comida fresca es un privilegio reservado para los sectores dominantes. La compañía "Soylent" es una empresa que fabrica y provee los alimentos procesados de concentrados vegetales a más de la mitad del mundo. Es entonces cuando sale al mercado el nuevo producto alimenticio Soylent verde basado en plancton, según la publicidad de la empresa.
Robert Thorn (Charlton Heston) es un policía y detective de la ciudad de Nueva York. Vive con su amigo "Sol" Roth (Edward G. Robinson), un anciano exprofesor y oficialmente ayudante suyo (al que se refiere con el apodo de "Libro" y que investiga datos en numerosos libros para ayudar a resolver los casos asignados a Thorn). Roth vive rememorando el pasado, cuando el planeta era más habitable y existía suficiente alimento de calidad para todos. Sin embargo, Thorn, que ha vivido toda su vida en la época de la catástrofe ecológica, no se muestra interesado en estas historias, las cuales encuentra difíciles de creer.
Thorn se ve involucrado en la investigación del asesinato de uno de los principales accionistas de la compañía Soylent, William R. Simonson (Joseph Cotten), que ha sido encontrado muerto en su apartamento. Decide hacer una visita al lugar y encuentra el cadáver en un charco de sangre, con múltiples golpes en la cabeza. Recorre el lugar y se encuentra con cosas que nunca había visto antes, como un refrigerador con alimentos; licores, una ducha con agua caliente y jabón, y una biblioteca con libros de calidad.
Más tarde llegan la concubina de Simonson, Shirl, una hermosa joven de 21 años llamada eufemísticamente «parte del mobiliario» que le había sido asignada como esclava, y el guardaespaldas de Simonson, Tab Fielding. Al ser interrogado, Fielding dice que Simonson le había ordenado acompañar a Shirl de compras, y que por esa razón ellos no estaban en el apartamento en el momento del asesinato, mientras que Shirl menciona que Simonson tenía la mente perturbada desde hace tiempo. Thorn los deja ir, para luego decomisar algo de comida, dinero y un par de libros, antes de regresar a su propio apartamento para disfrutar allí de la comida junto con Roth.
Después Thorn asigna a Sol a investigar quién es Simonson y toda la información que pueda de él. Roth nota que Simonson era miembro de la mesa directiva de Soylent y, al leer los libros que Simonson tenía en su casa, propiedad de Soylent y por tanto confidenciales descubre que los océanos y el plancton se están muriendo, que la crisis ecológica en la superficie terrestre impide obtener alimentos suficientes para la humanidad, y que Soylent Green es una «comida» fabricada a partir de seres humanos. De hecho, Roth advierte que Simonson entró en conflicto con los demás directivos de Soylent, temiendo que el real origen de estos productos sea conocido por el público, y hastiado de encubrir estos hechos.