La película se centra en Oskar Matzerath, un niño nacido y criado en la Ciudad Libre de Danzig antes y durante la Segunda Guerra Mundial, que recuerda los acontecimientos de la historia como un narrador poco fiable. Oskar es hijo de una mujer medio polaca de Kashubian, Agnes Bronski, que está casada con un chef alemán llamado Alfred Matzerath, pero que mantiene en secreto un romance con Jan, un trabajador polaco de Correos y su primo. Los dos hombres son grandes amigos, pero Alfred ignora felizmente la infidelidad de su esposa. La filiación de Oskar es incierta, aunque él mismo cree que es hijo de Jan.

Los flashbacks revelan que su madre fue concebida por su abuelo Joseph Kolaizcek, un delincuente de poca monta en la Kashubia rural (situada en la Polonia actual). Se esconde bajo las faldas de una joven llamada Anna Bronski. Tiene relaciones sexuales con ella y ella intenta ocultar sus emociones, mientras las tropas pasan cerca. Más tarde da a luz a su hija, que es la madre de Oskar. Joseph evade a las autoridades durante un año, pero cuando lo encuentran de nuevo, se ahoga o escapa a América y se hace millonario.

En 1927, cuando Oskar cumple tres años, le regalan un tambor de hojalata. Reflexionando sobre las tonterías de sus padres y amigos borrachos, decide dejar de crecer y se tira por las escaleras del sótano. A partir de ese día, no vuelve a crecer. Oskar descubre que puede romper el cristal con su voz, una habilidad que utiliza a menudo cuando está enfadado. Además, la percusión de Oskar hace que los miembros de una concentración nazi se pongan a bailar. Durante una visita al circo, Oskar se hace amigo de Bebra, un enano actor que decidió dejar de crecer a los 10 años.

Cuando Alfred, Agnes, Jan y Oskar van de excursión a la playa, ven a un anguilero recogiendo anguilas de una cabeza de caballo utilizada como cebo. La visión hace que Agnes vomite repetidamente. Alfred compra algunas de las anguilas y las prepara para cenar esa noche. Cuando él insiste en que Agnes se las coma, ella se angustia y se retira al dormitorio. Jan entra y la consuela, todo ello al alcance de Oskar, que se esconde en el armario. Ella regresa tranquilamente a la mesa y se come las anguilas. Durante los días siguientes, se da un atracón de pescado. Anna Bronski ayuda a revelar que a Agnes le preocupa que su embarazo se deba a sus relaciones con Jan. Enfadada, Agnes jura que el niño nunca nacerá. Poco después muere, aparentemente por el estrés acumulado.

En el funeral, Oskar se encuentra con Sigismund Markus, el amable vendedor de juguetes judío que le suministra tambores de repuesto y que también estaba enamorado de Agnes. Dos de los dolientes le ordenan a Markus que se marche porque es judío; el nazismo está en auge y los residentes judíos y polacos de Danzig están sometidos a una presión cada vez mayor. Más tarde, Markus se suicida después de que su tienda sea objeto de vandalismo y una sinagoga sea incendiada por hombres de las SA.

El 1 de septiembre de 1939, Oskar y Jan van en busca de Kobyella, que puede reparar su tambor. Jan se cuela en la oficina de correos polaca, a pesar del cordón nazi, y participa en un enfrentamiento armado contra los nazis. Durante la batalla que se produce, Kobyella recibe un disparo mortal y Jan resulta herido. Juegan al Skat hasta que Kobyella muere y los alemanes capturan el edificio. Oskar es llevado a su casa, mientras que Jan es arrestado y posteriormente ejecutado.

Alfred contrata a María, de dieciséis años, para que trabaje en su tienda. Oskar seduce a María, pero más tarde descubre a Alfred teniendo sexo con ella. Oskar irrumpe en la habitación y hace que Alfred eyacule dentro de ella (cuando se esperaba que se retirara, para evitar dejarla embarazada), lo que hace que María se enfade con Alfred cuando éste culpa a Oskar de la inseminación involuntaria.

Mientras se enjuaga sus partes para intentar eliminar el fluido depositado, ella y Oskar se pelean, y él la golpea en la ingle. Más tarde, ella da a luz a un hijo, que Oskar está convencido de que es suyo. Oskar también mantiene una breve relación sexual con Lina Greff, la esposa del tendero local y jefe de los exploradores. Se da a entender que Lina estaba frustrada sexualmente porque su marido prefería pasar más tiempo con los chicos de las Juventudes Hitlerianas. Más tarde, el marido de Lina se suicida (o es ejecutado) después de que un funcionario del régimen nazi le sorprenda "jugando" con esos chicos.

Durante la Segunda Guerra Mundial, Oskar conoce a Bebra y a Roswitha, otra artista enana de la exitosa compañía de Bebra. Oskar decide unirse a ellos, utilizando su voz que rompe cristales como parte del acto. Oskar y Roswitha tienen un romance, pero ella muere por el fuego de la artillería durante la invasión aliada de Normandía mientras está de gira.

Oskar regresa a casa. Gran parte de la ciudad ha sido destruida y los rusos se acercan rápidamente. Oskar regala a Kurt, el hijo de tres años de María, un tambor de hojalata como el suyo. Los rusos irrumpen en el sótano donde se esconde la familia. Algunos violan a Lina en grupo. Alfred es asesinado por un soldado tras tragar y atragantarse violentamente con su pin del partido nazi. Más tarde, la tienda de Matzerath pasa a manos de Mariusz Fajngold, un judío superviviente de Treblinka que también se encarga del funeral de Alfred.

Durante el entierro de Alfred, Oskar decide crecer y lanza su tambor a la tumba. Mientras lo hace, Kurt le lanza una piedra a la cabeza y éste cae en la tumba. Después, un asistente anuncia que Oskar vuelve a crecer. La familia, salvo Anna Bronski, se marcha al Oeste.