Permainan dimulai dengan penguntit, tak sadarkan diri terluka (karakter pemain) dibawa ke Sidorovich, operasi pedagang pasar gelap di dalam Zona keterasingan (atau hanya "Zone"). Sid mampu menyelamatkan hidupnya, tetapi penguntit terluka adalah amnesia; petunjuk hanya untuk identitasnya adalah tato di lengannya dari "STALKER" akronim dan PDA-nya yang hanya berisi satu entri dalam daftar to-do: "Bunuh Strelok." Para penguntit amnesia dijuluki "Satu Ditandai" oleh Sid.

Ditandai Satu melunasi Sid dengan melakukan tugas-tugas tertentu, dan dalam proses menerima informasi tentang keberadaan mungkin Strelok itu. Dengan tidak adanya petunjuk lain untuk masa lalunya atau penyebab amnesia nya Ditandai Satu berikut informasi dari kontak untuk menghubungi, menelusuri pergerakan masa lalu Strelok dan belajar lebih banyak tentang target pembunuhan seharusnya Nya, sebagai informasi terbongkar ia mulai pulih kenangan yang tersebar. Satu Akhirnya Ditandai berikut memimpin ke sebuah pabrik di Yantar. Yantar adalah rumah dari terik Otak, bidang yang secara efektif menghancurkan pikiran siapa saja yang datang dalam jangkauan, mengubahnya kekerasan dan bermusuhan. Para ilmuwan mempelajari fenomena tersebut menentukan bahwa itu adalah buatan manusia dan merekrut Ditandai Satu untuk memasukkan sebuah laboratorium rahasia di bawah pabrik untuk menonaktifkannya, yang dia lakukan.

Informasi diambil dari tubuh di laboratorium mengarahkan Ditandai Satu untuk melacak anggota kelompok Strelok bernama Doc. Mencoba untuk menghubunginya di basis ditinggalkan itu Strelok, Ditandai Satu sengaja memicu ranjau peledak dan hampir tewas, hanya untuk diselamatkan oleh Doc. Sementara ia tidak mampu berbicara kepada Doc Satu Ditandai tentang rumor raksasa "Wish Granter" artefak terletak di suatu tempat di tengah Zona, tetapi juga menunjukkan bahwa Satu Ditandai adalah Strelok, memanggilnya dengan nama itu. Sebelum Ditandai Satu dapat pulih untuk mengajukan pertanyaan Doc pergi.

Selanjutnya lead mengirim Satu Ditandai terhadap Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Chernobyl, dimana Granter Harapan mungkin berlokasi. Namun, perjalanan ke Chernobyl sendiri telah semua tapi tidak mungkin karena kehadiran orang lain, lebih besar Otak terik selatan Prypiat, serta "Monolith" faksi penguntit yang menyembah Granter Harapan dan membunuh setiap orang yang mencoba untuk mengaksesnya. Ditandai One membuat jalan melalui hutan selatan dari Pripyat dan menonaktifkan terik Otak kedua, membuka kembali jalan ke kota ditinggalkan.

Pripyat dalam kekacauan sebagai puluhan bentrokan dengan pasukan penguntit Monolith. Ditandai Satu akhirnya membuat ke pusat Chernobyl, juga diadakan oleh pasukan Monolith. Setelah pertempuran jalan melalui penguntit menentang Ditandai Satu menemukan kedua Granter artefak Harapan raksasa dan sebuah laboratorium rahasia di dalam gedung. Di dalam laboratorium sangat dipertahankan adalah terminal hologram besar, melalui mana sebuah entitas yang menamakan dirinya "C-Kesadaran" berkomunikasi. Ini mudah Answers Ditandai pertanyaan seseorang, mengungkapkan apa itu, yang Ditandai Salah satunya adalah, dan peristiwa-peristiwa sebelum amnesia nya.

Setelah terjadinya bencana Chernobyl, Uni Soviet memutuskan untuk menggunakan Zona Pengecualian untuk penelitian khusus ke dalam pikiran manusia. Hasil ditingkatkan termasuk ESP, senjata psikis, dan pembentukan akhir dari sebuah hivemind tujuh ilmuwan neurally terkait dikenal sebagai Kesadaran C-. Setelah bubarnya Uni Soviet, sadar diri C-Kesadaran mengambil alih Zona dan melanjutkan penelitiannya. Ini berusaha untuk menciptakan perdamaian dunia melalui pengendalian pikiran global dengan langsung berinteraksi dengan Noosphere, namun, upaya ini mengakibatkan memutar tidak disengaja dari medan fisik di sekitar Chernobyl serta mutasi bentuk kehidupan penduduk, menciptakan Zone. Dalam upaya untuk menyembunyikan keberadaannya C-Kesadaran menciptakan bidang Otak dua terik dan mendirikan sebuah artefak Monolith - yang Granter Harapan - di tengah Zone, yang digunakan untuk mencuci otak setiap penguntit yang mencapainya; penguntit dicuci otak yang ditato dengan yang "STALKER" singkatan dan diprogram kembali untuk melayani C-Kesadaran.

Rumor dari Granter Harapan mulai menyebar ke seluruh Zone. Sekelompok empat penguntit (Strelok, Ghost, Fang, dan Doc) berusaha untuk mencapai Granter Wish, tapi setelah menghadapi faksi Monolith fanatik mereka dipaksa untuk mundur. Strelok tak sadarkan diri saat "ledakan" sementara yang lain berhasil kabur. Dalam perjalanan kembali Fang dibunuh oleh seorang penembak jitu di Pripyat, beberapa waktu kemudian Roh tewas di fasilitas terik Otak kontrol dalam Yantar.

Para Strelok pingsan ditemukan oleh Kesadaran C-; menyadari identitasnya, itu memprogram dia dan keliru menugaskan tugas membunuh dirinya sendiri. Dalam perjalanan keluar dari Zona truk membawa Strelok masih tak sadarkan diri hancur dalam badai petir dan ia ditemukan oleh seorang penguntit yang lewat, menuju kejadian di awal permainan.

Setelah C-Kesadaran telah selesai menjawab pertanyaan Ditandai Satu / Strelok itu ia diberi pilihan: bergabung dengan Kesadaran C-untuk memastikan keberadaan lebih lanjut, atau menghentikan C-Kesadaran dari melanjutkan eksperimennya. Jika Strelok menolak untuk membantu C-Kesadaran ia diangkut ke luar pabrik Chernobyl, di mana ia menavigasi jalan melalui anomali teleportasi dan tentara Monolith bersenjata untuk mencapai sumber Kesadaran C-. Setelah masuk Strelok tunas para ilmuwan dienkapsulasi yang membentuk C-Kesadaran.

Setelah itu Strelok ditampilkan berdiri di sebuah lapangan berumput, menyaksikan langit saat istirahat awan dan matahari keluar. Zona ini tampaknya hilang. Dia pertanyaan apakah ia membuat keputusan yang tepat, tetapi karena ia meletakkan di rumput ia menyimpulkan bahwa sementara ia mungkin tidak pernah tahu apa yang benar, ia senang bahwa ia selamat.