“Chac Mool” comienza con el relato de Pepe sobre la muerte de Filiberto, amigo y colega suyo en la Secretaría de Recursos Hidráulicos, y quien fue despedido de su puesto hace unos meses por mal desempeño, robo y comportamiento extraño. Filiberto muere ahogado en Acapulco mientras vacaciona en una pensión alemana. Pepe va a buscar el cuerpo de su amigo para regresarlo a la Ciudad de México. En el camino, lee el cartapacio de Filiberto, que se hallaba entre sus posesiones.
Las anotaciones de Filiberto comienzan con un recuerdo de sus años de juventud y con un diálogo que tiene con Pepe sobre religión. Pepe tiene la teoría de que los indígenas aceptaron el cristianismo de los españoles porque podían comulgar con la imagen de un dios crucificado, muy cercana al sentido de sacrificio espiritual de la religión indígena. Filiberto es coleccionista de arte prehispánico y se entera por Pepe de una réplica de la estatua de Chac Mool que se vende en la Lagunilla. Filiberto desconfía de la originalidad de la estatua, pero decide comprarla igual y se la lleva a su casa, donde la deposita temporalmente en el sótano.
En la casa de Filiberto empiezan a ocurrir cosas extrañas. La tubería se descompone varias veces, las lluvias se filtran dentro de su casa y el sótano se inunda. Por las noches, Filiberto oye unos lamentos y gemidos cuyo origen desconoce. El Chac Mool empieza a adquirir un musgo verde en el cuerpo. Filiberto intenta quitar la lama y siente que la piedra empieza a ablandarse, hasta adquirir una textura parecida a la carne. Mientras esto ocurre, Filiberto empieza a equivocarse en el trabajo y siente que está delirando, por lo que resuelve acudir a un médico y deshacerse de la estatua.
En este punto del relato, Pepe nota que la letra manuscrita de Filiberto en el cartapacio parece de otra persona, aniñada y nerviosa. Filiberto cuenta que una noche oye unos pasos subiendo la escalera y una respiración cerca de él. En la oscuridad, ve unos ojos resplandecientes. Prende la luz y se encuentra con la figura del Chac Mool viva, frente a su cama.
El Chac Mool se apodera de la casa de Filiberto, a quien somete a su voluntad. Lo obliga a proveerlo de agua, se ríe de él y lo tortura. Cuando empieza la temporada seca, Filiberto cree que el Chac Mool está volviendo a convertirse en una estatua de piedra. Pero la figura divinal empieza a humanizarse cada vez más. Usa la ropa de Filiberto, se pone perfumes y pide arroz con pollo en una fonda. Filiberto pierde su trabajo y consume lo que tiene hasta que le cortan el suministro de agua y de luz. El Chac Mool lo obliga a buscar agua en una fuente pública, amenazándolo con fulminarlo con un rayo si se escapa. A pesar de esto, Filiberto decide irse una noche en la que el Chac Mool salió. Se marcha a Acapulco, pensando que el Chac Mool no podrá sobrevivir sin la provisión de agua.
Pepe termina de leer el cartapacio y se queda pensando en una explicación psicológica de todo lo que ha leído. Llega a la casa de Filiberto con el féretro de su amigo. Allí lo recibe un indio maquillado, empolvado y con el pelo teñido. Aquel hombre le dice que lo sabe todo y le ordena que deje el cuerpo de Filiberto en el sótano.