Het plot begint in Jamaica, waar de plaatselijke Engelse geheim agent Strangways en zijn secretaresse worden vermoord door drie mannen die zich voordoen als blinde bedelaars, de "drie blinde muizen" genoemd. MI6 (het Engelse spionageagentschap) stuurt hun beste agent, Bond, om uit te zoeken waarom Strangways werd vermoord. Hij reist naar Jamaica, maar niet voordat hij de mooie Sylvia Trech heeft versierd. Terwijl hij in Jamaica is, proberen de Drie Blinde Muizen Bond te doden. Eerst proberen ze op hem te schieten en dan achtervolgen ze hem in een auto. De tweede keer draait Bond de rollen om door hun auto (een begrafenisauto) van een klif te laten vallen na een zeer gevaarlijke achtervolging. Bond grapt (nadat hij hun auto op de bodem heeft zien ontploffen) dat hij denkt dat ze op weg waren naar een begrafenis. De dodelijke Miss Taro probeert Bond ook te versieren (en vervolgens te doden), en slaagt daar bijna in, voordat Bond zich realiseert dat ze voor de vijand werkt. Bond is vastbesloten uit te zoeken wie de vijand is en ontdekt dat Strangways onderzoek deed op een eiland genaamd Crab Key en de eigenaar ervan, een mysterieuze Chinees genaamd Dr. No.
Bond reist naar Crab Key met Quarrel (een plaatselijke visser die in het geheim voor MI6 werkt) en Felix leiter (een Amerikaanse spion). Felix gaat terug naar Jamaica wanneer ze het eiland bereiken, en Bond en Quarrel ontmoeten een mooie schelpenverzamelaar genaamd Honey Rider. Na een vuurgevecht met Dr. No's mannen, wordt Quarrel gedood en Bond en Honey gevangen genomen. Uiteindelijk ontmoeten ze Dr. No die hen uitlegt dat hij werkt voor de kwaadaardige organisatie SPECTRE (SPecial Executive for Counterintelligence, Terrorism, Revenge and Extortion) en is ingehuurd om Amerikaanse raketten "omver te werpen" (door ze te laten neerstorten met behulp van radiostralen). Honey wordt vastgebonden en naar de verdrinkingskamer gestuurd, terwijl James in een cel met geëlektrificeerde tralies wordt gezet. James ontsnapt via de ventilatieopeningen, redt Honey en vermoordt Dr. No door hem in een poel met kokend water te gooien. De daaropvolgende chemische reactie wikt:vernietigt de basis en Bond en Honey wikt:ontsnappen in een speedboot, net als de basis ontploft.