La narración es en un comienzo de forma epistolar, cuestión que es explicada posteriormente por el mismo autor, quien toma un espacio en la trama para aclarar ciertos acontecimientos, como la decisión de la introducción de la historia a través de misivas; esto parte del interés del escritor por hacer más auténtico y llamativa su obra, logrando así atrapar en las primeras líneas el interés del lector, pues devela el eje central de la trama.
Todo parte de un cuento infantil llamado El Hombre de Arena, que versa sobre un hombre que arroja puñados de arena a los ojos de los niños, que no obedecen a sus mayores al momento de irse a la cama a dormir, causando que estos salgan de su cavidad, para luego tomarlos y llevárselos a sus hijos como alimento. La mencionada historia le fue contada por su madre a Nataniel (personaje principal) y posteriormente por la mujer de servicio que trabajaba en su casa.
A raíz de este cuento para niños Nataniel hace una conexión con la realidad, pues asocia los pasos que escucha por las escaleras en la noche con El Hombre de Arena, motivo por el cual se despierta en él la curiosidad por saber quién es dicho ser. Una noche se esconde y atestigua la aparición de tan enigmático personaje, no resulto ser otro que el abogado Coppelius, aquel individuo que frecuentaba la casa para visitar a su padre, le producía temor no solo a él, sino también a sus hermanos y madre.
A partir de ahí comienza su psicosis, pues Coppelius al descubrirlo lo agarra y lo estruja, amenazándolo con sacarle los ojos con brazas calientes; la apariencia del abogado y su comportamiento influyo completamente en la creación del trastorno que padeció Nataniel, debido a que después de ese suceso se convirtió para él en El Hombre de Arena, pues le adjudico las cualidades del ser ficticio al visitante nocturno.
Dos momentos clave deciden el final de la historia, el primero, la última visita de Coppelius, siendo el momento en que muere su padre a causa de una explosión que le destrozo la cara, esto a causa de la alquimia, resultando ser esta la actividad que ambos realizaban por las noches; la segunda, ya en la adultez de Nataniel, es la aparición de Coppola, el mecánico y óptico, quien poseía una apariencia idéntica a Coppelius, motivo por el cual surge nuevamente su trauma de la infancia, este personaje refuerza su psicosis, pues él vuelve a ser testigo de un evento dramático, el rapto de Olimpia a manos de Coppola, la que él pensaba que fuera humana y su futura esposa. La imagen de Olimpia sin sus ojos afirmo en Nataniel la historia de El Hombre de Arena, además de ver al profesor Spalanzani ensangrentado y con los ojos de Olimpia, que luego arrojaría sobre él.
Luego de una aparente recuperación su trauma termina consumiéndolo, el desencadenante de su delirio surge al observar a su enamorada con los prismáticos que compro a Coppola, pues esto lo deja en un estado esquizofrénico, motivo que lo lleva a atentar contra la vida de Clara, la cual es rescatada por su hermano Lotario. Las frases que pronuncia Nataniel permiten identificar el origen de su demencia: ¡Gira muñequita de madera, gira! ¡Círculo de fuego, gira, círculo de fuego.
Es así que no tarda Nataniel en identificar la presencia entre la gente de Coppelius, quien hace que rememore el trágico recuerdo infantil, prueba de ello es la frase que resulta diciendo: ¡Ah, hermosos ojos, hermosos ojos! Ambos hechos aturden su mente produciendo una reacción que lo lleva a un funesto desenlace.
