Powieść opowiada o rozwoju serii komputerów, Multivac, i jego relacji z ludzkością poprzez kursy siedmiu historycznych ustawień, począwszy od dnia w 2061 roku, że Ziemia staje się cywilizacji planetarnej. W każdej z pierwszych sześciu scen inna postać zadaje komputerowi to samo pytanie, jak można zapobiec zagrożeniu dla ludzkiej egzystencji, jakie niesie ze sobą śmierć cieplna wszechświata: “Jak można masywnie zmniejszyć ilość entropii netto wszechświata?”. Jest to równoznaczne z pytaniem: “Czy działanie drugiego prawa termodynamiki (użytego w opowiadaniu jako wzrost entropii wszechświata) może zostać odwrócone?”. Jedyną odpowiedzią Multivaca po wielu “przemyśleniach” jest “NIEWYSTARCZAJĄCE DANE DO UZYSKANIA WŁAŚCIWEJ ODPOWIEDZI.”

Powieść przeskakuje w czasie do późniejszych epok rozwoju ludzkości i nauki. W każdej epoce ktoś postanawia zadać ostateczne “ostatnie pytanie” dotyczące odwrócenia i zmniejszenia entropii. Za każdym razem, gdy potomek Multivaca otrzymuje to pytanie, okazuje się, że nie jest w stanie rozwiązać problemu, a jedyne co może odpowiedzieć to (coraz bardziej wyrafinowane językowo) “ISTNIEJE JESZCZE NIEWYSTARCZAJĄCYCH DANYCH DO UZYSKANIA WŁAŚCIWEJ ODPOWIEDZI.”

W ostatniej scenie, boski potomek ludzkości, zjednoczony proces umysłowy ponad biliona, biliona, biliona ludzi, którzy rozprzestrzenili się po wszechświecie, obserwuje jak gwiazdy migoczą, jedna po drugiej, jak materia i energia kończą się, a wraz z nimi przestrzeń i czas. Ludzkość zadaje AC, ostatecznemu potomkowi Multivaca, który istnieje w nadprzestrzeni poza granicami grawitacji i czasu, pytanie o entropię po raz ostatni, zanim ostatnia ludzkość połączy się z AC i zniknie. AC wciąż nie jest w stanie odpowiedzieć na to pytanie, ale kontynuuje rozważania nad nim nawet po tym jak przestrzeń i czas przestają istnieć. AC w końcu zdaje sobie sprawę, że nie połączyło jeszcze wszystkich swoich dostępnych danych w każdej możliwej kombinacji, więc rozpoczyna żmudny proces porządkowania i łączenia każdego kawałka informacji, które zdobyło przez eony i poprzez fuzję z ludzkością. W końcu AC odkrywa odpowiedź – że odwrócenie entropii jest w rzeczywistości możliwe – ale nie ma komu o tym poinformować, ponieważ wszechświat jest już martwy. Postanawia więc odpowiedzieć poprzez demonstrację. Historia kończy się wypowiedzią AC:

I AC powiedział: “NIECH SIĘ STANIE ŚWIATŁOŚĆ!”. I stało się światło

.