El reloj de sol cuenta la historia de los residentes de la casa Halloran y se inaugura la noche del funeral de Lionel Halloran, el dueño de la casa. La esposa de Lionel, Maryjane, está convencida de que Lionel fue empujado por las escaleras y asesinado por su madre, Orianna Halloran, quien heredará la casa; sólo unas horas después del funeral, Maryjane le enseñó a su pequeña hija, Fancy, a repetir la frase "La abuela mató a mi papá". En la casa de Halloran también vivía el anciano Richard Halloran, que necesitaba una silla de ruedas para moverse y estaba a cargo de una enfermera; Essex, un joven contratado para catalogar la biblioteca (y de quien se da a entender que fue contratado más específicamente para ser un guardián de la anciana Sra. Halloran); Fanny, hermana de Richard Halloran; y la señorita Ogilvie, institutriz de la joven Fancy.
Un personaje menos obvio pero no obstante imponente de la novela es la propia casa Halloran. Construida por un hombre que obtuvo una gran riqueza al final de su vida, la casa es lujosa hasta el punto de ser chillona, y Jackson describe cuidadosamente los infinitos detalles de los jardines y los interiores hasta que abruman tanto a los personajes como al lector. Uno de estos detalles es el reloj de sol del mismo nombre , que se erige como una monstruosidad asimétrica en medio de los terrenos matemáticamente perfectos y lleva la leyenda "¿QUÉ ES ESTE MUNDO?" (una cita de los Cuentos de Canterbury de Chaucer , en " The Knight's Tale ").
Inmediatamente después de la muerte de su hijo, Orianna toma posesión de la casa y comienza a ejercer su poder sobre sus ocupantes: la señorita Ogilvie y Essex deben ser despedidas, Maryjane expulsada y Fanny se le permite vivir en la casa solo por las gracias de Orianna. . Young Fancy, que según Orianna heredará la casa tras la muerte de su abuela, se quedará. En medio del alboroto que siguió a este anuncio, Fanny recibe una visión mientras camina por los jardines de Halloran: el fantasma de su padre le advierte que el mundo está a punto de acabarse y que solo los de la casa Halloran se salvarán. Mientras Fanny les cuenta a los demás de la destrucción que se avecina, una serpiente parece manifestarse en el suelo; esto se toma como un presagio del fantasma del padre de Fanny. Orianna, conmocionada, reconsidera y permite que todos se queden en la casa.
Poco después de esto, Orianna envía a buscar a la Sra. Willow, "una vieja amiga" de Orianna. La Sra. Willow llega con sus dos hijas, Julia y Arabella; las tres mujeres parecen decididas a abrirse camino en el dinero de los Halloran, pero se asustan cuando se enteran de la destrucción venidera y se niegan a ser enviadas. Solo unos días después, llega otra joven llamada Gloria. Gloria tiene diecisiete años y es hija de un primo de Orianna, que pide quedarse con los Hallorans mientras su padre está fuera del país. La Sra. Willow, mientras tanto, sugiere que intenten ver el futuro a través de un espejo recubierto de aceite, un juego de salón de su adolescencia. Gloria se ofrece como voluntaria para probarlo y describe visiones del fin del mundo y el Edén .-como el paraíso que vendrá después. Las visiones aterrorizan a Gloria y los demás deben presionarla para que las vea. Finalmente, un último miembro del grupo entra en la casa: un extraño al que Fanny y la señorita Ogilvie conocen al azar en el pueblo. Al conocerlo, la tía Fanny lo apoda "Capitán Scarabombardon". Se revela que su nombre real es Harry.