Действие романа происходит летом 1981 года. Рассказчик и главный герой — 17-ти летний Фрэнк Колдхейм, описывающий свою текущую жизнь и своё прошлое. Фрэнк живёт вместе со своим отцом в уединённом особняке, на острове неподалёку от небольшого шотландского города. Он практикует религиозные ритуалы собственного изобретения, например жертвоприношение животных. Определяющим событием в развитии сюжета становится побег брата Фрэнка, Эрика, из психиатрической лечебницы. Предстоящее возвращение Эрика приводит к повороту сюжета и жестокой концовке, разрушающей все представления Фрэнка о себе.
«Осиная фабрика» — это огромный циферблат, который Фрэнк нашёл на местной свалке, и, оснастив различными механическими устройствами собственного изобретения, превратил в своеобразную комнату смерти, напичканную жертвенными ловушками для ос. Каждая цифра на циферблате обозначает вид ритуальной смерти (к примеру сжигание, раздавливание, или утопление в моче Фрэнка), который должна себе выбрать оса, первоначально помещенная в центр циферблата. Сделанный осой «выбор» Фрэнк истолковывает как предсказание будущего. Фабрика является основным элементом особой религиозной системы, придуманной и тщательно соблюдаемой Фрэнком. «Фабрика» стоит на чердаке, так как это единственное место в доме, где Фрэнк хозяйничает безраздельно — его отец не может туда подняться из-за травмы ноги.
Фрэнк убивает не только ос, но и животных покрупнее, чьи туловища и головы он вывешивает на Жертвенные Столбы вместе с другими сакральными предметами. Столбы определяют и охраняют границы владения Фрэнка — острова, на котором он живет со своим отцом.
Фрэнк также использует множество видов оружия (от рогаток, до самодельных огнемётов и бомб из трубы) для того, чтобы контролировать свой остров. Он любит отправляться в долгие прогулки и пробежки по своему острову, и лишь изредка выбирается в городок Портенейль, что по соседству с островом, где напивается в местном пабе с карликом Джейми, своим единственным другом. Фрэнк признаёт, что боится контактов с внешним миром, особенно долгого расставания с островом, поскольку он видел, к чему это привело в случае с его старшим братом, Эриком.
Эрик находится в психиатрической лечебнице, куда попал по причине того, что стал свидетелем трагических последствий халатности в госпитале, где он проходил практику — в одной медицинской палате Эрик увидел зрелище настолько ужасное, что его рассудок повредился. В начале романа он убегает из психиатрической больницы, и на протяжении всего повествования звонит Фрэнку из телефонных будок, сообщая, что собирается нанести визит. Фрэнк не уверен, действительно ли он хочет предстоящего возвращения, но очевидно, что он искренне любит своего брата, и постоянно отмечает, что тот был крайне чувствительным и добрым до «того прискорбного случая», после которого стал жестоким, опасным и совершенно безумным.
После долгой подготовки мы узнаём что за «прискорбный случай», случившийся в медицинской палате, привёл Эрика к сумасшествию. В финале романа раскрывается и тайна самого Фрэнка; читателю предстоит осознать глобальный подвох…
В последней сцене романа, Фрэнк, уже узнавший от отца свою шокирующую тайну, сидит на берегу моря и спокойно, критически переосмысляет всю свою прежнюю жизнь, проводя параллели между своей Фабрикой и миром в целом, сожалея о совершённых убийствах, размышляя о будущем, и в конечном счёте приходя к такому выводу: «Я думал, моя ловушка захлопнулась много лет назад, а оказывается, всё это время я лишь ползал по циферблату. И только сейчас скрипит люк, только сейчас начинается настоящий путь.»
