El filme comienza con un chico (
Dylan O'Brien) dentro de un elevador en ascenso. Al llegar a la parte superior, se encuentra rodeado de varios chicos a los que no conoce, quienes están en una pequeña área verde rodeada de grandes paredes de piedra. En medio del pánico y la confusión, Alby (
Aml Ameen), líder del área, le explica al chico que al igual que todos los que están allí, perdió la memoria y fue enviado desde el elevador hasta ese lugar. En el transcurso del día, el chico conoce a Chuck
(Blake Cooper) y a Newt (Thomas Brodie-Sangster) mientras se va asociando al lugar. Al llegar la noche, se realiza una fiesta para celebrar la llegada del chico nuevo. Newt le explica que por alguna extraña razón, todos fueron enviados al área desde el elevador, el cual está cargado de provisiones y siempre trae a un chico nuevo cada mes. Igualmente, Newt comenta que algunos de los que están allí llevan hasta tres años encerrados, puesto que la única manera de salir es cruzando el laberinto que se encuentra más allá de las paredes. Sin embargo, el mismo está lleno de monstruos (apodados «penitentes» por ellos) que atacan por la noche al cerrarse las puertas, por lo que solo se le permite a los apodados «corredores» entrar en él, ya que son los únicos que lo conocen. Para subsistir, los habitantes crearon distintos grupos que realizasen determinadas tareas dentro del área, entre estos están los encargados de los cultivos, la tala de árboles, los médicos, los cocineros, los corredores, entre otros. Antes de que Newt continúe, el chico nuevo es invitado por Gally (Will Poulter) a pelear con él de manera amistosa. En medio de la pelea, tras un fuerte golpe en la cabeza, el chico recobra parte de su memoria y dice que su nombre es Thomas.
Al día siguiente, a Thomas se le asigna la tarea de ir a buscar fertilizante, por lo que se adentra en el bosque donde, de manera inesperada, es atacado por uno de los corredores, Ben (
Chris Sheffield), quien fue picado por un penitente en plena luz del día. La picadura contenía un virus que vuelve dementes a quienes lo poseen. Debido a que no tienen una cura y no pueden arriesgarse a que Ben mate a alguien, los habitantes se ven obligados a sacrificarlo encerrándolo en el laberinto durante la puesta de sol. Al otro día, Thomas continúa adaptándose al lugar mientras al mismo tiempo intenta recordar su pasado. En el área se crea un alboroto luego de que casi llegando la noche, Alby y el líder de los corredores, Minho (
Ki Hong Lee), se adentrasen en el laberinto y aún no hubiesen regresado. Todos se reúnen en la entrada principal del laberinto esperando que regresen y, sorpresivamente Minho aparece arrastrando a Alby, quien ha sido picado, lo cual es algo inusual porque los penitentes no suelen atacar en el día. Sabiendo que no saldrían a tiempo, Thomas entra en el laberinto mientras las puertas se están cerrando, por lo que al caer la noche queda encerrado junto a Alby y Minho. Dado que Alby es incapaz de moverse por su cuenta, Thomas y Minho lo llevan a un lugar donde puedan esconderlo hasta llegar el amanecer, pero son atacados por un penitente. Thomas logra esconder a Alby y a su vez matar al penitente escapando junto a Minho, siendo el primer habitante en lograrlo.
Al amanecer, los tres salen del laberinto y mientras Alby se mantiene inconsciente, los habitantes realizan una junta para castigar a Thomas, puesto que ingresó al laberinto sin ser un corredor, lo cual va contra sus reglas. Muy molesto por su intento fallido de preservar el orden en el área, Gally exige que se le dé un fuerte castigo. Antes de que pudiesen decidir algo, la junta se ve interrumpida por el elevador que comienza a subir de forma inesperada, y en él hallan a la primera chica (
Kaya Scodelario) que se haya visto, con una nota que aseguraba que ella sería «la última». Mientras ella se mantiene inconsciente, Thomas y Minho exploran junto a tres habitantes el laberinto, para buscar los restos del penitente que mataron la noche anterior. En él descubren un dispositivo que marcaba el número siete. Al volver al área, prosiguen la junta donde Newt sentencia a Thomas a una noche en «el pozo» (una especie de prisión) y seguidamente lo nombra corredor, por consejo de Minho. Más tarde, la chica despierta y causa un alboroto hasta que Thomas logra razonar con ella y descubre que su nombre es Teresa. Además de la nota, Teresa llevaba consigo dos aparentes antídotos, uno de ellos es usado en Alby quien se encontraba alucinando por la picadura que recibió. Esa noche, Thomas debe cumplir su sentencia impuesta por Newt, por lo que pasa la noche en el pozo. Al día siguiente, él y Minho entran al laberinto y son guiados por el dispositivo del penitente hasta una presunta salida ubicada en el sector siete, pero al intentar abrirla, el sector comienza a cerrarse y se ven obligados a abandonarlo.
Al volver, comienzan a explicar todo lo ocurrido, pero descubren que Alby ha despertado y asegura que Thomas es el culpable de que todos ellos estuviesen allí encerrados. En eso, se crea un alboroto en el área puesto que las puertas del laberinto no se cerraron. Por el contrario, se abrieron tres nuevas, de las cuales emergieron docenas de penitentes que mataron a gran parte de los habitantes, entre estos a Alby y a Zart (
Joe Adler). Al amanecer, Gally culpa a Thomas de todo lo ocurrido, dado que desde su llegada, comenzaron a ocurrir cosas fuera de lo común. Él y los sobrevivientes intentan sacrificarlo junto a Teresa, pero gracias a la ayuda de Chuck, Newt y Minho logran salvarse. Thomas asegura que ese mismo día pensaban salir del laberinto por la presunta salida que él y Minho encontraron el día anterior. Gally se rehúsa a ir afirmando que él reconstruiría toda el área, puesto que ese era su hogar. Él y unos pocos habitantes se quedan, mientras que Thomas, Teresa, Chuck, Newt, Minho, Sartén (
Dexter Darden), Jeff (
Jacob Latimore), Winston (
Alexander Flores), Clint (
Randall D. Cunningham) y otros habitantes se adentran en el laberinto. Enfrentándose a los penitentes, la mayoría consigue llegar a salvo a unos túneles que los guiaban a un laboratorio. Allí encuentran una grabación donde Ava Paige (
Patricia Clarkson) relata todo lo ocurrido. Hace varios años, el sol emitió unas llamaradas solares que arrasaron con gran parte de la población del mundo. Al mismo tiempo, un virus apodado «la llamarada» / «el destello» escapó de un laboratorio e infectó a buena parte de la población sobreviviente. Todos los países que subsistieron, crearon una agencia llamada CRUEL (Catástrofe y Ruina Universal: Experimento Letal / Catástrofe Radical: Unidad Experimentos Letales), a la cual se le dio el permiso de experimentar con los seres humanos para buscar una cura, este era el motivo del laberinto.
Cuando concluye la grabación, Gally aparece inesperadamente en el laboratorio con una pistola y amenaza con matar a Thomas por haber destruido su hogar. Pese a que Thomas intenta razonar con él, Gally se veía bajo los efectos del virus inyectado por los penitentes. Cuando Gally dispara, Minho le arroja una lanza en el pecho y lo mata casi instantáneamente. Simultáneamente, Thomas descubre que Chuck recibió el disparo por haberse interpuesto un segundo antes para salvarlo. En ese momento, un grupo de soldados irrumpen en el laboratorio para escoltar a Thomas y a los demás hasta un área segura, dejando a Chuck morir desangrado. El filme termina con el epílogo del libro, donde Ava expone a los miembros de CRUEL que la primera prueba ha sido todo un éxito, y ya están listos para la segunda fase
