En el año 2293, la población humana está dividida entre los inmortales "Eternos" y los mortales "Brutales". Los Brutales viven en un páramo irradiado, cultivando alimentos para los Eternos, que viven apartados en "el Vórtice", llevando una existencia lujosa pero sin rumbo en los terrenos de una finca. La conexión entre ambos grupos se produce a través de los Exterminadores Brutales, que matan y aterrorizan a otros "Brutales" a las órdenes de una enorme cabeza de piedra voladora llamada Zardoz, que les suministra armas a cambio de los alimentos que recolectan. Zed, un Exterminador Brutal, se esconde a bordo de Zardoz durante un viaje, "matando" temporalmente a su operador-creador Eterno Arthur Frayn.

Al llegar al Vórtice, Zed se encuentra con dos Eternos: Consuella, controladora del Vórtice 4, y su ayudante May. Superándole con poderes psíquicos, le convierten en prisionero y trabajador servil dentro de su comunidad. Consuella quiere que Zed sea destruido inmediatamente para impedir que la resistencia lo utilice para iniciar una revolución; otros, liderados por May y un Eterno subversivo llamado Friend, insisten en mantenerlo con vida para estudiarlo más a fondo, mientras planean en secreto derrocar al gobierno y acabar con el sufrimiento de la humanidad.

Con el tiempo, Zed descubre la naturaleza del Vórtice. Los Eternos son supervisados y protegidos de la muerte por el Tabernáculo, una inteligencia artificial. Dada su vida ilimitada, los Eternos se han aburrido y corrompido, y están cayendo en la locura. La innecesidad de procrear ha vuelto impotentes a los hombres y la meditación ha sustituido al sueño. Otros caen en la catatonia, formando el estrato social que los Eternos han bautizado como los "Apáticos". Los Eternos pasan sus días administrando el vasto conocimiento de la humanidad -a través de un motor de búsqueda basado en el reconocimiento de voz-, horneando pan especial para sí mismos a partir de las entregas de grano y participando en rituales de meditación comunales. Para dar más sentido al tiempo y a la vida, y en un intento fallido de evitar que la humanidad se volviera permanentemente catatónica, el Vórtice desarrolló complejas reglas sociales cuyos infractores son castigados con el envejecimiento artificial. Los infractores más extremos son condenados a la vejez permanente y al estatus de "Renegados". Los Eternos que de algún modo han conseguido morir, normalmente por algún accidente mortal, renacen entonces en otro cuerpo sano, reproducido sintéticamente, idéntico al que perdieron.

Zed es menos brutal y mucho más inteligente de lo que los Eternos creen. El análisis genético revela que es el resultado final de un largo experimento eugenésico ideado por Arthur Frayn -que es Zardoz-, que controlaba las tierras lejanas con los Exterminadores, obligando así a los Brutales a suministrar grano a los Vórtices. El objetivo de Zardoz era crear un superhombre que penetrara en el Vórtice y salvara a la humanidad de su irremediable estancamiento. El análisis de las imágenes mentales de Zed realizado anteriormente por las mujeres había revelado que, en las ruinas del viejo mundo, Arthur Frayn primero animó a Zed a aprender a leer y luego le condujo al libro El maravilloso Mago de Oz. Zed comprende por fin el origen del nombre Zardoz - Mago de Oz - lo que le lleva a tomar verdadera conciencia de que Zardoz es un hábil manipulador y no una deidad real. Esta comprensión le enfurece y decide sondear las profundidades de este enorme misterio.

Mientras Zed adivina la naturaleza del Vórtice y sus problemas, los Eternos lo utilizan para combatir sus disputas intestinas. Liderados por Consuella, los Eternos deciden matar a Zed y envejecer a Amigo. Zed escapa y, ayudado por May y Friend, absorbe todo el conocimiento de los Eternos, incluido el del origen del Vórtice, para destruir el Sagrario. Mientras absorbe sus conocimientos, Zed embaraza a May y a algunas de sus seguidoras mientras se transforma en un Exterminador en busca de venganza. Sus esfuerzos posteriores por salvar a los Eternos llevándoles a la muerte son, en esencia, actos de misericordia. Zed apaga el Tabernáculo, desactivando así los campos de fuerza y los filtros de percepción que rodean el Vórtice, lo que ayuda a los Exterminadores a invadir el Vórtice y matar a la mayoría de los Eternos, que acogen la muerte como una liberación de su eterna pero aburrida existencia. May y varios de sus seguidores escapan a la destrucción del vórtice y se dirigen a dar a luz a sus descendientes como seres iluminados pero meramente mortales entre los Brutales.

Zardoz termina con una secuencia de imágenes sin palabras acompañadas por el sombrío segundo movimiento (allegretto) de la Séptima Sinfonía de Beethoven, del que se oyen fragmentos a lo largo de la película. Consuella, enamorada de Zed, da a luz a un niño entre los restos de la gigantesca cabeza de piedra. Con trajes verdes a juego, se sientan con el niño de pie entre ellos, que madura a medida que envejecen en una serie de disolvencias. El joven abandona a sus padres, que se cogen de la mano y envejecen hasta descomponerse en esqueletos y finalmente desaparecer. En el espacio sólo quedan las huellas de manos pintadas en la pared y el revólver Webley-Fosbery de Zed.