Em 2003, na Universidade de Harvard, o estudante Mark Zuckerberg tem a ideia de criar um website para medir a beleza das estudantes de Harvard após sua namorada Erica Albright terminar com ele. Mark invade as bases de dados de vários alojamentos, baixa as fotos e o nome das estudantes e, em algumas horas, usando um algoritmo dado por seu melhor amigo Eduardo Saverin, ele cria o "FaceMash", onde os estudantes homens escolhem quais das duas estudantes apresentadas são mais atraentes.
Mark é punido com seis meses de suspensão depois que as visitas do site fazem os servidores de Harvard cairem. Ele se torna uma espécie de "vilão" para a comunidade feminina de universidade. Entretanto, a popularidade do "FaceMash" e o fato que ele o criou o mesmo em uma noite e bêbado, chama a atenção dos gêmeos Cameron e Tyler Winklevoss, da equipe de remo, e seu parceiro Divya Narendra. Como resultado, Mark começa a trabalhar para os Winklevoss como programador do site "Harvard Connection".
Pouco tempo depois, Mark fala com Eduardo sobre sua ideia para o site "Thefacebook", uma rede social exclusiva dos estudantes de Harvard. Ele explica que isso iria permitir que as pessoas compartilhassem suas informações pessoais e sociais em segurança. Eduardo concorda em ajudar Mark dando a ele US$ 1.000 para iniciar o site. Eles distribuem o link para as conexões de Eduardo no Phoenix S-K Club, e rapidamente se transforma em um sucesso entre os estudantes. Quando os Winklevoss e Narendra descobrem sobre o Thefacebook, eles acreditam que Zuckerberg roubou suas ideias. Cameron e Divya querem processar Mark por roubo de propriedade intelectual, porém Tyler os convence que eles podem resolver o assunto como "Cavalheiros de Harvard", sem precisar ir para o tribunal.
Após uma palestra de Bill Gates, a também estudante de Harvard Christy Lee se apresenta junto com sua amiga Alice para Eduardo e Mark. Ela pede aos garotos: "Nos adicionem no Facebook"; o uso dessa frase impressiona os dois. Christy os convida para irem ao bar, onde ela e Eduardo fazem sexo no banheiro. Mark depois encontra sua ex-namorada, que não conhece o Facebook por não ser uma estudante de Harvard. Surpreendido por isso, Mark decide expandir o site para outras escolas.
Por intermédio de Christy Lee, agora namorada de Eduardo, eles conseguem marcar um encontro com Sean Parker, co-fundador do Napster. Quando Christy, Eduardo e Mark encontram com Parker, Eduardo fica cético quanto a Parker, questionando sua personalidade problemática e sua história profissional. Christy nota que Eduardo parece estar com inveja de Parker e tenta acalmá-lo para evitar um constrangimento. Mark, entretanto, fica impressionado com Parker por ele apresentar uma visão similar a dele. Apesar de nenhum acordo ser feito, Parker sugere que eles tirem o "The" de "Thefacebook" e deixem o nome do site como apenas "Facebook". Eduardo mais tarde reconhece que essa foi a única contribuição de Parker para o projeto.
Seguindo uma sugestão de Parker, Mark muda a sede da companhia para Palo Alto, enquanto Eduardo fica em Nova York para procurar patrocinadores. Quando Eduardo os visita, ele fica bravo por encontrar Parker vivendo na casa que eles alugaram e fazendo decisões sobre os negócios do Facebook. Depois de discutir com Mark, Eduardo congela a conta da companhia e volta para Nova York. Quando ele chega em Nova York, Christy briga com Eduardo sobre seu perfil no Facebook, que o lista como "solteiro". Quando ela pergunta o porque de ele não ter alterado seu perfil, Eduardo diz que não sabe como, fazendo Christy acreditar que ele está mentindo. Ela cita seu perfil como prova que ele a está traindo com uma mulher do Vale do Silício. Ela taca fogo o cachecol que ela havia recebido dele como presente. Enquanto Eduardo tenta apagar o fogo, Mark revela pelo telefone que eles haviam recebido dinheiro de um investidor através dos contatos de Parker.
Enquanto isso, na Inglaterra, enquanto competiam em uma regata em Henley, os Winklevoss descobrem que o Facebook se expandiu para três universidades de lá. Eles decidem finalmente processar Mark. Eduardo descobre que o acordo que ele havia assinado com os investidores de Parker lhes permitiu diluir a sua parte na empresa de 34% para 0,03%, enquanto mantinha a parte de todos os outros. Eduardo confronta Mark e diz que vai processá-lo. Mais tarde naquela noite, durante a festa de 1 milhão de membros do Facebook, Parker e alguns estagiários do Facebook são presos por porte de cocaína.
O método narrativo do filme mostra Mark respondendo em dois processos: um feito pelos Winklevoss e o outro por Eduardo. Na última cena, uma das advogadas de Mark o aconselha a fazer um acordo com Eduardo, já que os detalhes da fundação do Facebook e a personalidade de Mark fariam o júri ficar contrário a eles. Segundo ela, Mark perderia o júri nos primeiros cinco minutos de audiência. O acordo feito com os Winklevoss foi de US$ 65.000.000, e foi feito um acordo de valor desconhecido com Eduardo. O filme termina com Mark mandando um pedido de amizade para sua antiga namorada, Erica Albright, via Facebook, atualizando a página à espera de uma resposta.
