Атмосфера сказочной страны Трёх Толстяков напоминает дореволюционную Одессу. В мире повести нет магии как таковой, но некоторые её элементы всё же присутствуют. Например, ученый по имени Туб создал куклу, способную развиваться внешне как живая девочка, и отказался делать наследнику Тутти железное сердце вместо человеческого (железное сердце требовалось Толстякам для того, чтобы мальчик вырос жестоким и безжалостным). Туб, проведя в клетке зверинца восемь лет, превратился в существо, напоминающее волка, — полностью оброс шерстью, у него удлинились клыки.
Страной правят Три Толстяка — магнаты-монополисты, не имеющие ни титулов, ни формальных должностей. Кто правил страной до них, неизвестно; они — правители, имеющие несовершеннолетнего наследника Тутти, которому и собираются передать власть. Население страны делится на «народ» и «толстяков» и им сочувствующих, хотя чётких критериев такого деления не даётся. Толстяки в общем представлены как богачи, обжоры и бездельники, народ — как бедняки, голодающие, рабочий люд, но среди героев романа немало исключений, хотя бы доктор Гаспар Арнери, которого при скромных доходах нельзя отнести к беднякам, но сочувствующему революционерам, а также безымянные гвардейцы, стреляющие в своих сослуживцев, верных присяге Толстякам.
В стране Трёх Толстяков революционная ситуация — недовольство бедной части общества, попытки поднять мятеж. Идейными вдохновителями революционеров являются оружейник Просперо и гимнаст Тибул. Один из главных героев повести, учёный, доктор Гаспар Арнери, сочувствует народу, хотя сам — довольно обеспеченный человек. Поднявшие мятеж гвардейцы дворцовой стражи испортили чудесную куклу наследника Тутти, подобную внешне живой девочке, и доктору отдан приказ починить механизм за одну ночь под угрозой строгого наказания. Он не может этого сделать по объективным причинам и везёт куклу во дворец, но по дороге теряет её. В поисках куклы он находит девочку-циркачку Суок, как две капли воды похожую на сломанную куклу. Она соглашается подменить куклу и помочь революционерам (спасти Просперо из дворцового зверинца). Девочке это удаётся, но саму её приговаривают к смерти. Тем не менее, всё для неё и революционеров складывается удачно, власть Толстяков свергают, а Суок и Тутти (который оказался её братом) дают представления вместе.
