Děj Kryptonomikonu se odvíjí souběžně ve dvou časových rovinách: za druhé světové války a na přelomu tisíciletí. V kapitolách ze starší doby vystupuje mimo jiné Lawrence Pritchard Waterhouse, matematický génius, který má za úkol zamaskovat skutečnost, že Spojenci prolomili proslulou německou šifru Enigma. Protagonistou současné linie je Lawrenceův vnuk Randy Waterhouse, programátor a spolutvůrce "datového ráje" v sultanátu Kinakuta. Oba příběhy ruku v ruce osvětlují dva různé světy, přičemž jeden přímo vyrůstá z vyhraných bitev druhého.