386では仮想86モードだけでなく、ページング方式がプロテクトモードに追加された。ページングを使うことでシステムソフトウェアはページと呼ばれるメモリ単位毎にタスクのアクセスを制限し制御することができる。多くのOSでページングを使ってタスク毎の仮想アドレス空間を作成している。それによって、あるタスクが他のタスクのメモリを操作することを防ぐ。また、ページ単位で主記憶装置からより低速だが大容量の補助記憶装置（ハードディスクなど）へ移すこともできる。それにより、主記憶装置の物理メモリ量以上のメモリを使用可能となる。x86アーキテクチャではページの制御をページディレクトリとページテーブルという2段階の配列で行う。1ページは基本的には4キロバイトであり、ページテーブルはプロセッサによって直接読まれるため構造が決まっている。元々、ページディレクトリの大きさは1ページ、すなわち4キロバイトで、1,024個のページ・ディレクトリ・エントリ (PDE) がそこに格納されていた。PDEにはページテーブルへのポインタが含まれている。ページテーブルも本来は4キロバイトの大きさで、1,024個のページ・テーブル・エントリ (PTE) で構成されている。PTEには実際の物理ページのアドレス（ポインタ）が含まれており、その場合の各ページは4キロバイトである。これで1024×1024×4096バイト、すなわち4GBの論理空間を全て指すことが可能になる。Pentium Pro以降に導入された物理アドレス拡張(PAE)が有効である場合は、一エントリあたりが8バイトとなり、もう一段4つのエントリを持つ32バイトのテーブルが追加される。これにより、64ビットの物理アドレス空間の任意のアドレスを4×512×512×4096バイトの32ビットの空間に配置することが可能になるが、実際の物理アドレス空間はもっと少ない。 このページエントリの構造は段数を増やしてAMD64でも継承されている。また、Pentiumからはページサイズ拡張 (PSE) という拡張により、一部のページを一段へらして4メガバイト(PAEの時は2メガバイト)の大きなページとしてマップすることが可能になっている。Pentium II以降においては、PAEでない通常のページテーブルエントリの構造を保ちながら4MBのページに限り36ビットの物理空間にアクセス可能な36ビットPSEとよばれる機能も提供している。
ディスクリプタテーブルのエントリ内のセグメントアドレスは24ビットであり、リアルモードとは異なり任意のアドレスからセグメントを開始できるようになった。リミット値は16ビット幅であり、セグメントの大きさは1バイトから 2¹⁶ バイトまで指定可能である。これに基づいて計算したリニアアドレスは物理メモリアドレスとなる。
リアルモードでは、論理アドレスは2つの16ビットの部分で構成されており、論理アドレスが直接物理的メモリ位置に対応している。論理アドレスのセグメント部は16バイトでセグメントのベースアドレスを指しており、セグメントは物理アドレス 0, 16, 32, ..., 2²⁰-16 から始まる。論理アドレスのオフセット部はセグメント内のオフセットであり、物理アドレスは physical_address : = segment_part × 16 + offset という式で計算できる（アドレスバスのA20線がイネーブル状態の場合）。各セグメントのサイズは 2¹⁶ バイトである。
1955年、ブルックリンに事務所を構える私立探偵ハリー・エンゼルは、ワインサップ弁護士を通じて謎めいた紳士ルイ・サイファーから人探しを依頼される。第二次世界大戦以前に人気があった歌手のジョニー・フェイバリットは、従軍後に戦争神経症を病んで精神病院に入院していた。ワインサップ弁護士の下へは証明書が送付されておりジョニーの生存は確認されていたが、サイファーを伴って病院を訪れたところ、ジョニーは病院にはいなかった。サイファーは事を荒立てずにジョニーの生死を確認するため、調査を依頼したのだ。依頼を受けたハリーは、ジョニーが入院していたというハーベスト記念病院を訪れるが、看護師に1943年12月に転院したとの書類を見せられる。しかし、転院日付の文字が明らかに別の筆跡で、しかも1943年には未だ一般的ではなかったボールペンで書かれていたことにハリーは違和感を覚えた。ハリーは続いて、ジョニーの担当医だったファウラー医師と連絡を取ろうとするが果たせず、電話帳から住所を調べ、留守のファウラー医師宅へ忍び込んだ。冷蔵庫の中にモルヒネを不法に所持しており、自身が中毒になっていたファウラーを問い詰め、2万5千ドルと引き換えに男女にジョニーを引き渡した上で入院中のように擬装を行ったことを聞きだすと、さらなる証言を引き出すべく、禁断症状を起こしかかっていたファウラー医師からモルヒネを取り上げ、監禁、放置。一旦、医師宅を出てダイナーで食事を採り戻るが、ファウラーは右眼を銃で撃ち抜かれた死体となっていた。ハリーは、ファウラー医師が自殺したかのように擬装し、部屋の中に残っている自分の指紋を拭きとって、医師宅を後にする。レストランでゆで卵を食べていたサイファーにこれまでの調査結果を告げ、自分がファウラー医師の殺人容疑者になることを理由に依頼を打ち切ろうとしたハリーだが、サイファーの提示した5千ドルの即金に、調査を継続することにした。ハリーは、ニューヨーク・タイムズに勤める女性に依頼して、ジョニーの情報を得た。ジョニーが所属していた楽団、友人のトゥーツ、婚約者のマーガレット、愛人のエバンジェリンといった情報を得る。調査を続けるハリーはコニーアイランド、ルイジアナ州へとおもむき、そこで今は占い師をしているマーガレット・クルーズマークに会う。占いにかこつけて情報を得ようとしたハリーだが、分かったのはジョニーとハリーが同じ年に産まれたことと、マーガレットはジョニーが12年前に死んだものとしていることくらいだった。ハリーは、マーガレットと同じくルイジアナにいるエバンジェリンを探すが、8年前に死んでいたことが判る。代わりにエバンジェリンの娘のエピファニーと出会った。その夜、ハリーはライブハウスで演奏しているトゥーツに取材記者を騙って会うが、トゥーツは相手にしてくれない。ジョニーの名前を出したハリーは、警戒され、警告と共にライブハウスをたたき出された。それでもハリーは、ライブハウスを後にしたトゥーツを尾行し、ブードゥー教の秘密の儀式が行われている場に出くわす。そこではニワトリの首を掻き切り、血を浴びながら歌い踊る男女がいた。その中にはトゥーツとエピファニーも。儀式を終え自宅に戻ったトゥーツをハリーは問い詰め、エピファニーが母エバンジェリンと同じく儀式の巫女として中心的な人物であることを知る。翌朝、ホテルの部屋で寝ていたハリーを刑事がおとずれ、トゥーツが殺害されたことを告げる。ハリーは再び訪れたマーガレットの家で、マーガレットもまた殺されていることを知る。そしてハリーは、マーガレットの父親イーサンから、ジョニーを病院から連れ出したのがイーサンの手の者であること、イーサンもジョニーもマーガレットも悪魔崇拝者であり、ジョニーはスターになるために自分の魂を魔王に売り渡したこと、更には魔王の手から逃れるため若い兵士を生贄とし魂を盗む儀式を行ったことを告げられる。ハリーこそがジョニー本人であり、生贄になったハリーの人格が表面に出ている状態だったのだ。ハリーの前に現れたルイ・サイファーも自分の正体（ルシファー）を明かす。その時、ハリー=ジョニーの記憶は蘇えり、ファウラー医師、トゥーツ、マーガレットらを殺したのも自分自身だったと判明する。ホテルの部屋に戻ったハリーを刑事たちが待ち受ける。部屋ではエピファニーが無残な殺され方をしていた。刑事たちに連行されハリーを乗せたエレベータが下って行く。