Радња се одвија почетком КСКС века (у годинама које су непосредно претходиле избијању Првог светског рата) у Швајцарској, у туберкулозном санаторијуму који се налази у близини Давоса. Назив романа евоцира асоцијације на гору Герзелберг (Синфул или Чаробна планина), где је, према легенди, рудар Таннхаусер провео седам година у заточеништву са богињом Венером.
Јунак романа, млади Немац по имену Ханс Касторп, долази из Хамбурга у санаторијум Берггоф да посети свог рођака Јоацхима Зимсена који се тамо налази на лечењу. Ханс Касторп намерава да проведе у санаторијуму не више од три недеље, али до краја планираног периода осећа му се лоше, праћен порастом температуре. Као резултат лекарског прегледа, он показује знакове туберкулозе, а на инсистирање главног лекара Бехренса, Ханс Касторп остаје у санаторијуму дуже време. Ханс Касторп од самог тренутка доласка открива да време у планинама уопште не тече као на равници, и зато је готово немогуће утврдити колико је дана, недеља, месеци, година прошло између ових или оних описаних догађаја и колико дуго цео роман покрива. На самом крају романа, међутим, каже се да је Ханс Касторп провео укупно седам година у санаторијуму, али чак се и та бројка може сматрати одређеном уметничком конвенцијом.
У ствари, заплет и догађаји који се догађају у роману апсолутно нису важни за разумевање његовог значења. Они су само разлог да се супротставе различитим животним позицијама ликова и дају аутору прилику да изрази уста о многим питањима која га занимају: животу, смрти и љубави, болести и здрављу, напретку и конзервативизму, судбини људске цивилизације на рубу 20. века. Неколико десетака ликова пролази у роману - углавном пацијенти, лекари и сестринско особље: неко се опоравља и напушта Бергхоф, неко умире, али на његово место стално долазе нови.
Међу онима с којима се Ханс Касторп сусреће већ у првим данима боравка у санаторијуму, посебно место заузима господин Лодовицо Сеттембрини - потомак Карбонара, слободњак, хуманиста, одлучни поборник напретка. Истовремено, као прави Италијан, страствено мрзи Аустро-Угарску. Његове необичне, понекад парадоксалне идеје, изражене у ведром, често каустичном облику, имају огроман утицај на умове младића који почиње да поштује господина Сетхембринија као свог ментора.
Важну улогу у животној историји Ханса Касторпа играла је и његова љубав према руском пацијенту санаторијума Мадам Цлаудиа Схосха - љубав којој је, захваљујући строгом образовању које је стекао у калвинистичкој породици, испрва одолео свим силама. Проћи ће много месеци пре него што Ханс Касторп разговара са својом вољеном - то се догађа током карневала уочи коризме и одласка Клаудија из санаторијума.
Током времена проведеног у санаторијуму, Ханс Касторп су озбиљно заокупљени многим филозофским и природно-научним идејама. Похађа предавања о психоанализи, озбиљно проучава медицинску литературу, занимају га питања живота и смрти, проучава модерну музику, користећи у своје сврхе најновије достигнуће технологије - снимање, итд. У суштини, више не размишља о свом животу на равници, заборавља да ће тамо наћи посао, практично прекида везе са неколицином родбине и почиње да живот у санаторијуму сматра јединим могућим обликом постојања.
С његовим рођаком Јоацхимом ситуација је управо супротна. Дуго и напорно се припремао за војну каријеру, па стога сваки додатни месец проведен у планинама сматра несретном препреком за остварење животног сна. У неком тренутку, он то не може да издржи и, не обраћајући пажњу на упозорења лекара, напушта санаторијум, улази у војну службу и добија часнички чин. Међутим, пролази врло мало времена и његова болест се погоршава, тако да је приморан да се врати у планине, али овај пут лечење му не помаже и он убрзо умире.
Мало пре тога нови лик упада у круг познаватеља Ханса Касторпа - језуита Нафта, вечитог и непроменљивог противника господина Сеттембринија. Нафта идеализује средњовековну прошлост Европе, осуђује сам концепт напретка и целокупну модерну буржоаску цивилизацију отелотворену у овом концепту. Ханс Цасторп се нашао у некој збрци - слушајући дуге спорове Сеттембринија и Нафте, он се слаже с једним, па с другим, затим проналази контрадикције и у једној и у другој, тако да више не зна која је истина. Међутим, утицај Сеттембринија на Ханса Касторпа толико је велик, а урођено неповерење према језуитима толико је високо да потпуно стоји на страни првог.
У међувремену, Мадаме Схосха вратила се у санаторијум неко време, али не сама, већ у пратњи свог новог пријатеља - богатог Холанђанина Пеперкорна. Скоро сви становници Берггофовог санаторијума налазе се под магнетним утицајем ове безусловно јаке, тајанствене, иако донекле везане особе, а Ханс Касторп са њим осећа сродну везу, јер их уједињује љубав према истој жени. И овај се живот завршава трагично. Једном када се смртно болесна Пеперкорн прошета до водопада, забави своје пратиоце на сваки начин, увече он и Ханс Касторп пију у Брудерсхафт и прелазе на „ви“, упркос разлици старости, а ноћу Пеперкорн узима отров и умире, а ускоро Мадаме Схосха напушта санаториј - у овај пут, изгледа, заувек.
Од извесног тренутка у душама становника санаторијума „Бергхоф“ почиње се осећати тјескоба. То се поклапа са доласком новог пацијента - данске Еллие Бранд, који има неке натприродне способности, посебно у стању да чита мисли на даљину и изазива духове. Пацијенти су зависни од спиритизма, договарају сеансе у које је Ханс Касторп умешан, упркос каустичном исмевању и упозорењима његовог ментора Сеттембринија. После таквих сесија, а можда и као резултат ранијег одмереног времена провода у санаторијуму, то је прекршено. Пацијенти се свађају, с времена на вријеме, сукоби настају због најбитније ситуације.
Током једног спора са Нафтом, Сеттембрини тврди да својим идејама корумпира младиће. Препирка доводи до међусобних увреда, а потом и до дуела. Сеттембрини одбија да пуца, а онда Нафта испаљује метак у главу.
А онда је погодио гром светског рата. Становници санаторијума почињу да иду кући. Ханс Цасторп такође одлази на равницу коју је г. Сеттембрини раздвојио да се бори тамо где је близу по крви, мада изгледа да и сам господин Сеттембрини подржава потпуно другачију страну у овом рату.
У последњем призору Ханс Касторп приказан је како трчи, пузе и падају, заједно са истим младићима у војничким капутима који су пали у машину за месо из Другог светског рата. Аутор намјерно не говори ништа о коначној судбини свог хероја - прича о њему је готова, а аутора није занимао сам живот, већ само као позадина приче. Међутим, као што је напоменуто у последњем пасусу, Ханс Касторп има мало наде у опстанак.