Robert Neville ser ud til at være den eneste overlevende af en pandemi, der har dræbt det meste af den menneskelige befolkning og forvandlet resten til “vampyrer”, der stort set er i overensstemmelse med deres stereotyper i fiktion og folklore: de er blodsugende, bleghudede og natlige, men ellers ikke skelnes fra normale mennesker. Implicit sat i Los Angeles i løbet af 1976 beskriver romanen Nevilles liv i månederne og til sidst år efter udbruddet, da han forsøger at forstå, undersøge og muligvis helbrede sygdommen. Sværme af vampyrer omgiver hans hus om natten og prøver at finde måder at komme ind på, som inkluderer hunnerne, der udsætter sig selv og hans vampyrnabo, der ubarmhjertigt råber for ham at komme ud. Neville overlever ved at spærre sig inde i sit hus hver aften; han er yderligere beskyttet af de traditionelle vampyrafstødningsmidler af hvidløg, spejle og krucifikser. Ugentlige støvstorme hærger byen, og i løbet af dagen, når vampyrerne er inaktive, kører Neville rundt for at søge dem ud for at dræbe dem med træpæle (da de virker uigennemtrængelige for hans kanoners kugler) og for at skaffe forsyninger. Nevilles fortid afsløres lejlighedsvis gennem flashbacks; sygdommen hævdede hans datter, hvis krop regeringen tvang ham til at brænde, såvel som hans kone, hvis krop han hemmeligt begravede, men derefter måtte dræbe, efter at hun rejste sig fra de døde som en vampyr. efter anfald af depression og alkoholisme bestemmer Neville endelig, at der skal være nogle videnskabelige grunde bag vampyrernes Oprindelse, adfærd og aversioner, så han sætter sig for at undersøge. Han henter bøger og andet forskningsmateriale fra et bibliotek og opdager gennem gradvis forskning, at roden til sygdommen sandsynligvis er en Bacillus-stamme af bakterier, der er i stand til at inficere både afdøde og levende værter. Hans eksperimenter med mikroskoper afslører også, at bakterierne er dødbringende følsomme over for hvidløg og sollys. En dag finder en omstrejfende, såret hund vej til sin gade og fylder Neville med forbløffet glæde. Neville er desperat efter selskab og tjener omhyggeligt den nervøse hunds tillid til mad og bringer den ind i hjemmet. På trods af hans indsats dør den syge hund en uge senere, og Neville, frarøvet alt håb, vender tilbage til at lære mere om vampyrerne.Nevilles fortsatte aflæsninger og eksperimenter på uarbejdsdygtige vampyrer hjælper ham med at skabe nye teorier. Han mener, at vampyrer er påvirket af spejle og kryds på grund af “hysterisk blindhed”, resultatet af tidligere psykologisk konditionering af de inficerede. Drevet sindssyg af sygdommen reagerer de inficerede nu, som de mener, de burde, når de konfronteres med disse ting. Selv da er deres reaktion begrænset til den bestemte persons tro; for eksempel ville en kristen vampyr frygte korset, men en jødisk vampyr ville ikke. Neville opdager desuden mere effektive midler til at dræbe vampyrerne, bortset fra bare at køre en pæl i deres hjerter. Dette inkluderer at udsætte vampyrer for direkte sollys eller påføre brede, ilteksponerende sår overalt på deres kroppe, så bakterierne skifter fra at være anaerobe symbionter til aerobe parasitter, der hurtigt indtager deres værter, når de udsættes for luft, hvilket giver vampyrernes udseende øjeblikkeligt flydende. Imidlertid producerer bakterierne også elastisk” kropslim”, der øjeblikkeligt forsegler stumpe eller smalle sår, hvilket gør vampyrerne skudsikre. Med sin nye viden dræber Neville et så stort antal vampyrer i sine daglige strejftog, at hans natlige besøgende er faldet markant. Neville mener endvidere, at pandemien ikke blev spredt så meget af direkte vampyrbid som af bakteriebærende myg og støvstorme i byerne efter en nylig krig. Inkonsekvensen af Nevilles resultater i håndtering af vampyrer får ham også til at indse, at der faktisk er to forskelligt reagerende typer vampyrer: dem, der er bevidste og lever med en forværret infektion, og dem, der er døde, men blevet genoplivet af bakterierne (dvs. udøde).

efter tre år ser Neville en skræmt kvinde i bred dagslys. Neville er straks mistænksom, efter at hun viger voldsomt tilbage i nærværelse af hvidløg, men de vinder langsomt hinandens tillid. Til sidst, de to trøster hinanden romantisk, og han forklarer nogle af sine fund, herunder hans teori om, at han udviklede immunitet mod infektionen efter at være blevet bidt af en inficeret vampyrbat for mange år siden. Han vil vide, om kvinden, ved navn Ruth, er inficeret eller immun, lover at behandle hende, hvis hun er inficeret, og hun tillader modvilligt ham at tage en blodprøve, men banker ham pludselig bevidstløs, når han ser resultaterne. Når Neville vågner, opdager han en note fra Ruth, der tilstår, at hun faktisk er en vampyr sendt for at spionere på ham, og at han var ansvarlig for hendes mands død, en anden vampyr. Noten antyder endvidere, at kun de udøde vampyrer er patologisk voldelige, men ikke dem, der levede på infektionstidspunktet, og som stadig overlever på grund af tilfældige mutationer i deres bakterier. Disse levende inficerede har langsomt overvundet deres sygdom og forsøger at opbygge et nyt samfund. De har udviklet medicin, der mindsker de værste af deres symptomer. Ruth advarer Neville om, at hendes følelser for ham er sande, men at hendes folk vil forsøge at fange ham, og at han skal forsøge at flygte fra byen.

men forudsat at han vil blive behandlet retfærdigt af det nye samfund, bliver Neville hos sit hus, indtil inficerede medlemmer ankommer og sender voldsomt de udøde vampyrer uden for hans hus med djævelsk glæde. At indse, at de inficerede angribere trods alt har til hensigt at dræbe ham, skyder han på dem og bliver igen skudt og fanget. Dødeligt såret placeres Neville i en spærret celle, hvor han får besøg af Ruth, der informerer ham om, at hun er seniormedlem i det nye samfund, men i modsætning til de andre ikke harme over ham. Efter at have diskuteret virkningerne af Nevilles vampyrdrabende aktiviteter på det nye samfund anerkender hun det offentlige behov for Nevilles henrettelse, men giver ham af nåde en pakke hurtigtvirkende selvmordspiller. Neville accepterer sin skæbne og beder Ruth om ikke at lade dette samfund blive for hjerteløst. Ruth lover at prøve, kysser ham og forlader. Neville går til sit fængselsvindue og ser de inficerede stirre tilbage på ham med det samme had og frygt, som han engang følte for dem; han indser, at han, en rest af den gamle menneskehed, nu er en legende for den nye race, der er født af infektionen. Han erkender, at deres ønske om at dræbe ham, efter at han har dræbt så mange af deres kære, ikke er noget, han kan fordømme. Når pillerne træder i kraft, mores han af tanken om, at han bliver deres nye overtro og legende, ligesom vampyrer engang var for mennesker.