「ぼく」は、高分子化学研究所の液体空気の爆発事故で、顔に重度のケロイド瘢痕を負ってしまった。自分の顔を喪失してしまったために、所長代理の顔を失い、おまえ（妻）や職場の人間との関係がぎこちないものに変わり、周囲の目を異常に気にするようになってしまった。「ぼく」は、精巧なプラスチック製の人工皮膚の仮面を作り、誰でもない「他人」になりすまし、最大の目的であったおまえの誘惑にも簡単に成功する。しかし、自分という夫がありながら「他人」と密通するおまえへの不信感は募り、「仮面」に嫉妬しながらも関係をやめられない自分に苦悶していく。
「ぼく」は、「仮面」を抹殺するために、おまえに全ての経緯の手記を読ませるが、おまえは交際していた「他人」が実は「ぼく」であったことに気付いていた。おまえは、自分へのいたわりのために「ぼく」が「他人」を演じているのだと理解していたが、「ぼく」がおまえに恥をかかせるために暴露の手記を読ませたことを知り、「ぼく」への非難や愚弄を指摘した手紙を残して家を出ていった。その絶縁状を読んだ「ぼく」は、再び「仮面」を被り、空気拳銃を手にして、おまえを捜して街に出た。おまえの実家や友人らの家を巡った「ぼく」は、怒りに「野獣のような仮面」になり、銃の安全装置を外して路地に身を潜め、近づくおまえらしき女の靴音を待ち構えた。
作品評価・解釈.
三島由紀夫は、近来ほとんど見られなくなった、横光利一の傑作『機械』のような「思考実験小説」の位置を安部文学全般に期待しつつ、『他人の顔』は作品として『砂の女』よりも重要であるとし、主題に対する安部の意図について、以下のように解説している。
そして、「仮面」作製作業は、その問題性を突き詰めれば、「やがて、宇宙の秩序にひびを入れ、自然の歯車を狂はせるやうな、とてつもない作業」で、それは「もつとも徹底的な、認識による革命」であり、「この世界にもし一個の完璧な仮面が現はれたが最後、社会秩序の崩壊はつい目の前にある。もちろんこれが、芸術行為が真に社会的現実性を帯びることを禁じられてゐる根本原因なのである」と三島は説明しつつ、作中で主人公が、仮面の作製と完成途上で、「芸術的昂奮」「戦慄的な陶酔」を語る部分が美しいと評している。