Герой пытается найти способ убедить жителей Флатландии в реальности третьего измерения, не нарушая запретов и не подвергая себя опасности. Он рассматривает возможность начать объяснение нового знания с наиболее доверенного и неопасного для него слушателя — своего внука, который проявляет интерес к математике и геометрии. При этом он осознает, что близкие ему родственники, хотя и уважают его, не готовы принять его идею из-за предубеждений и патриотизма по отношению к устоявшемуся мировоззрению.

В книге подробно описывается устройство мира Флатландии, его физические и социальные особенности. Герой рассказывает о том, как живут жители плоской страны, ограниченные в восприятии форм и движений, о роли фигур, таких как треугольники, квадраты и многоугольники, в обществе. Также рассматриваются методы коммуникации, управление и культура, включая влияние жрецов, которые состоят из почти круглых многоугольников и обладают властью и авторитетом.

Главными конфликтами произведения являются столкновение нового знания с традиционным мышлением, опасность преследований за распространение запрещенных идей и внутренние сомнения героя относительно возможности изменить понимание мира другими. Решения главного героя связаны с осторожным выбором методов передачи знаний и попыткой сохранить безопасность для себя и своей семьи при распространении информации о трех измерениях.

Заканчивается повествование на том, что герой продолжает сеять новые представления о пространстве, надеясь, что со временем жители Флатландии смогут принять более глубокое понимание своей реальности. Основная тема книги сосредоточена на расширении мировоззрения и преодолении ограничений традиционного восприятия пространства.