Matadero cinco es un relato complejo en cuanto a su concepción de la temporalidad; la historia acompaña los viajes en el tiempo de su protagonista, Billy Pilgrim. En este resumen, no obstante, abordaremos la historia de Billy de modo lineal.
Billy Pilgrim nace en 1922 y se cría en Ilium, Nueva York. Es un joven débil y de aspecto gracioso. Le va razonablemente bien en la escuela secundaria, se inscribe en clases nocturnas en la Escuela de Optometría de Ilium y es reclutado en el ejército durante la Segunda Guerra Mundial.
Billy se entrena como asistente de capellán en Carolina del Sur. Su padre muere en un accidente de caza poco antes de que Billy se embarque al extranjero para unirse a un regimiento de infantería en Luxemburgo. Una vez allí, es lanzado a la Batalla de Bulge e inmediatamente es hecho prisionero detrás de las líneas alemanas, junto a otro soldado llamado Roland Weary. Justo antes de su captura, experimenta su primer viaje en el tiempo: ve la totalidad de su vida, de principio a fin, en un solo barrido.
Billy es transportado, en un vagón de ferrocarril y junto a otros soldados americanos, a un campo de prisioneros de guerra en Alemania. A su llegada, él y los otros americanos son invitados a un festín por un grupo de compañeros prisioneros. Son oficiales ingleses capturados antes en la guerra y reciben un buen trato por parte de los alemanes. Billy sufre una crisis nerviosa y recibe una inyección de morfina que lo vuelve a hacer viajar en el tiempo. Pronto, él y los otros estadounidenses son llevados hacia la hermosa ciudad de Dresde, todavía intacta por la guerra. Aquí, los prisioneros deben trabajar para su sustento en diversas labores, incluida la fabricación de un jarabe de malta nutricional del cual secretamente beben cada tanto.
El refugio de los prisioneros es un antiguo matadero, el Matadero cinco. Una noche, las fuerzas aliadas bombardean la ciudad y luego lanzan bombas incendiarias para crear una tormenta de fuego que absorbe la mayor parte del oxígeno, asfixiando o incinerando a aproximadamente 130.000 personas. Billy y otros prisioneros de guerra sobreviven en una especie de cámara frigorífica. Emergen para encontrar un paisaje lunar de destrucción, donde se ven obligados a excavar cadáveres de entre los escombros. Varios días después, las fuerzas rusas toman la ciudad y la participación de Billy en la Segunda Guerra termina.
Billy regresa a Ilium y termina la escuela de optometría. Se compromete con Valencia Merble, la hija obesa del fundador de la escuela. Después de una crisis nerviosa, se interna en un hospital de veteranos de guerra y recibe tratamientos de choque. Durante su estadía en el pabellón psiquiátrico, un paciente le presenta a Billy las novelas de ciencia ficción de un escritor poco conocido llamado Kilgore Trout. Después de su recuperación, Billy se casa con Valencia. Su adinerado suegro lo establece en el negocio de la optometría. Billy y Valencia tienen dos hijos y se hacen ricos. Billy tiene un Cadillac, una casa señorial con electrodomésticos modernos, una esposa enjoyada y la presidencia del Club de Leones. Todo es aparentemente perfecto, pero Billy no ha dejado jamás de viajar en el tiempo. En la fiesta de su decimoctavo aniversario de bodas la imagen de un cuarteto vocal de optometristas, llamado Los Bacos, lo hace derrumbarse emocionalmente porque le provoca un recuerdo de Dresde. Es la primera vez que Billy tiene noción de que ha sido afectado por la guerra.
En 1967, la noche después de la boda de su hija, Billy es secuestrado por extraterrestres de dos pies de altura, llamados tralfamadorianos. Lo llevan en su platillo volador al planeta Tralfamadore, donde lo exhiben en un zoológico y lo hacen formar pareja con una actriz de cine llamada Montana Wildhack. Ella, como Billy, fue llevada desde la Tierra para vivir bajo la cúpula transparente del zoológico, donde los Tralfamadorianos pueden observar curiosidades extraterrestres. Los tralfamadorianos le explican a Billy su concepción del tiempo: la sucesión de momentos encadenados existe para ellos pero simultáneamente, en la cuarta dimensión. Los eventos se yuxtaponen y todo sucede, por decirlo de algún modo, "a la vez". Cuando alguien muere, esa persona simplemente está muerta en un momento determinado. En otro lugar y en un momento diferente, él o ella está vivo. Los tralfamadorianos, dicen, prefieren mirar los momentos más bonitos de la vida; pueden elegir a qué eventos viajar. Billy no: él viaja azarosamente, pero esta visión consoladora de la muerte que le brindan los alienigenas lo tranquiliza.
Cuando regresa a la Tierra, Billy inicialmente no relata sus experiencias. En 1968, se sube a un avión para asistir a una conferencia de optometría en Montreal. El avión se estrella contra una montaña y, entre los optometristas, solo Billy sobrevive. Un neurocirujano lo opera en un hospital de Vermont y le salva la vida. Pero, yendo a verlo, su esposa Valencia muere de intoxicación accidental por monóxido de carbono después de chocar su coche. La hija de Billy lo pone al cuidado de una enfermera en su casa en Ilium, pero Billy siente que ha llegado el momento de contarle al mundo lo que ha aprendido de los tralfamadorianos. Ha previsto este momento mientras viajaba en el tiempo, y sabe que su mensaje eventualmente será aceptado.
Se escapa a la ciudad de Nueva York, donde participa en un programa de entrevistas de radio. Poco después, escribe una carta al periódico local. Su hija está desesperada y no sabe qué hacer con él. Billy graba en una cinta el relato de su muerte: predice que ocurrirá en 1976, después de que Chicago sea bombardeada con hidrógeno por los chinos. Sabe exactamente cómo sucederá: un hombre vengativo que conoció en la guerra, llamado Paul Lazzaro, contratará a alguien para que le dispare. Billy agrega que experimentará el zumbido violeta de la muerte y luego retrocederá a algún otro punto de su vida. Lo ha visto todo muchas veces.
