เสียงเรียกของคธูลูนั้นแบ่งเรื่องออกเป็นสามองก์ โดยนำเสนอในรูปแบบของเอกสารซึ่ง "พบในบรรดางานเขียนของฟรานซิส เวย์แลนด์ เทอร์สตัน ผู้ล่วงลับแห่งนิวยอร์ก"[6] ในเอกสารนี้ เทอร์สตันได้ย้อนความถึงการที่เขาพบข้อเขียนของจอร์จ แกมเมล แองเกล ญาติผู้อาวุโสและศาสตราจารย์ผู้เชี่ยวชาญด้านภาษากลุ่มเซมิติกของมหาวิทยาลัยบราวน์ ซึ่งเสียชีวิตอย่างกะทันหัน

"รูปปั้นสยอง"

องก์แรกของเรื่อง เล่าถึงปฏิมากรรมรูปนูนต่ำขนาดเล็กซึ่งปะปนอยู่ในเอกสาร ซึ่งบทบรรยายกล่าวว่า "ในจินตนาการที่เกินจริงไปหน่อยของข้าพเจ้า เป็นการผสมกันของปลาหมึกยักษ์ มังกรและมนุษย์.... หัวพองๆที่เต็มไปด้วยหนวดระยางตั้งอยู่บนลำตัวที่น่าขนลุกและเป็นเกล็ดกับปีกง่ายๆ"[7]

ปฏิมากรรมนี้เป็นผลงานของ เฮนรี แอนโทนี วิลคอกซ์ นักเรียนของโรงเรียนดีไซน์โรดไอแลนด์ วิลคอกซ์ได้ปั้นรูปนี้ที่เห็นในความฝัน ของมหานครแห่งก้อนอิฐมหึมาและเสาหินเสียดฟ้า ซึ่งเต็มไปด้วยเมือกเขียวและดูชั่วร้าย ภาพฝันเหล่านี้ถูกเชื่อมโยงเข้ากับคำว่า คธูลู และ รุลูเยห์[8]

ความฝันของวิลคอกซ์รุนแรงขึ้นเรื่อยๆจนกลายเป็นอาการเพ้อในเวลาหนึ่งเดือน ในช่วงเวลานี้ ศาสตราจารย์แองเกลก็พบอาการป่วยทางจิตของผู้คนจำนวนมากราวกับเป็นโรคระบาดที่แพร่ไปทั่วโลก

"เรื่องของสายสืบเลแกรส"

องก์ที่สองของเรื่อง ข้อเขียนของศาสตราจารย์แองเกลเปิดเผยว่าเขาเคยได้ยินชื่อของคธูลูและเห็นภาพของมันมาก่อนหน้านั้นแล้วในการพบปะครั้งหนึ่งของสมาคมโบราณคดีอเมริกัน เจ้าหน้าที่ตำรวจ จอห์น เรมอนด์ เลแกรสได้ขอให้ผู้เข้าร่วมงานช่วยวิเคราะห์รูปปั้นซึ่งทำจากหินสีดำเขียวอันไม่อาจระบุประเภทได้ โดยเลแกรสนั้นยึดรูปปั้นนี้มาในการบุกทลายลัทธิวูดูในนิวออร์ลีน รูปปั้นนั้นมีลักษณะคล้ายกับปฏิมากรรมของวิลคอกซ์มาก แต่หมอบอยู่บนแท่นอันเต็มไปด้วยอักขระที่อ่านไม่ออก

เลแกรสนั้นพบรูปปั้นนี้จากการสืบคดีที่ผู้หญิงและเด็กจำนวนมากหายตัวไปจากนิคมสาธารณะ เขาพบว่าร่างของผู้เคราะห์ร้ายถูกใช้ในพิธีกรรมของรูปปั้นนี้ รายล้อมโดยเหล่าสาวกราวร้อยคนซึ่งเอาแต่บิดตัวและตะโกนถ้อยคำสวดว่า "Ph'nglui mglw'nafh Cthulhu R'lyeh wgah'nagl fhtagn."[9]

เลแกรสได้วิสามัญฆาตกกรมสาวกไปห้ารายและจับไว้ได้อีก 47 คน ก่อนจะสอบสวนผู้ต้องหาจนทราบว่าพวกนั้นบูชา "สิ่งโบราณอันยิ่งใหญ่ซึ่งมีชีวิตมาตั้งแต่ยุคสมัยก่อนจะมีมนุษย์และมายังโลกในวัยเยาว์จากท้องฟ้า สิ่งโบราณเหล่านั้นล้วนแต่จากไปแล้ว ในพื้นพิภพและใต้ท้องทะเล แต่ร่างอันวายชนม์เหล่านั้นได้เล่าความลับในความฝันแก่มนุษย์แรกเริ่ม ซึ่งได้สร้างลัทธิที่ไม่เคยมลาย...หลบซ่อนในแดนรกร้างอันห่างไกลและที่มืดทั่วโลกนี้จนถึงวันที่มหานักบวชคธูลู จากเคหาอันมืดมนแห่งนครรุลูเยห์อันเกรียงไกรใต้ผืนน้ำ จะลุกขึ้นมาและนำโลกไปอยู่ใต้การบงการของเขาอีกครั้ง สักวันหนึ่งเขาจะเรียก เมื่อดวงดาวทั้งหลายพร้อม และลัทธิลับจะเฝ้ารอเพื่อปลดปล่อยเขาตลอดไป"[10]

ผู้ต้องหานั้นได้ระบุว่ารูปปันนั้นคือ "คธูลูผู้ยิ่งใหญ่" และแปลคำสวดว่าหมายถึง "ในเคหาของเขาที่รุลูเยห์ คธูลูผู้มรณาฝันคอยอยู่"[11] สาวกชื่อคาสโตรเฒ่ายังบอกถึงศูนย์กลางของลัทธิว่าเป็นไอเรม นครแห่งเสา ในอาหรับและระบุถึงข้อความจากหนังสือนีโครโนมิคอน "ไม่ใช่ความตายที่คงอยู่ไปตลอดกาล และด้วยห้วงเวลาอันแปลกประหลาด แม้ความตายก็อาจมรณา"[12]

ศาสตราจารย์ด้านมานุษยวิทยาซึ่งอยู่ในงาน วิลเลียม แชนนิง เวบบ์ ยังบอกเลแกรสว่าเขาเคยพบเหตุการคล้ายๆกันมาแล้วขณะที่สำรวจชายแดนกรีนแลนด์ตะวันตก โดยเขาพบเห็นการบูชาปิศาจของชาวเอสกิโมที่ทำให้เขารู้สึกสะอิดสะเอียน เวบบ์บอกว่าลัทธิที่กรีนแลนด์ก็มีคำสวดและรูปปั้นแบบเดียวกัน[13]

"ความวิปลาสจากทะเล"

องก์ที่สามของเรื่อง เทอร์สตันได้สืบเรื่องของลัทธิคธูลูไปไกลกว่าที่ศาสตราจารย์แองเกลทำไว้ โดยเขาได้เจอข่าวจากหนังสือพิมพ์ออสเตรเลีย ซิดนีย์บุลเล็ตติน ซึ่งรายงานเรื่องของเรือที่ลอยลำอยู่ในมหาสมุทรแปซิฟิกโดยมีผู้รอดชีวิตเพียงคนเดียวคือกะลาสีชาวนอร์เวย์ กุสตาฟ โยฮันเซน รองผู้การของเรือ เอมมา จากนิวซีแลนด์ ซึ่งถูกเรือยอชติดอาวุธ อเลิร์ทโจมตีโดยไม่ทันตั้งตัว แต่เหล่าลูกเรือของเอมมาก็ตอบโต้กลับไปและสามารถยึดอเลิร์ทมาแทนเอมมาที่ถูกยิงจนอัปปางได้ บทความที่เทอร์สตันพบระบุว่าเหล่าลูกเรือได้พบกับเกาะซึ่งไม่ปรากฏในแผนที่ ณ 47° 9' S, 126° 43' W ลูกเรือเกือบทั้งหมดได้เสียชีวิตที่นั่น และโยฮันเซนก็ไม่ยอมพูดว่าเกิดอะไรขึ้น[14]

เทอร์สตันรู้ว่าลูกเรือของอเลิร์ทนั้นมีความเกี่ยวข้องกับลัทธิคธูลู เขาจึงเดินทางไปยังออสเตรเลียและได้เห็นรูปปั้นของคธูลูที่เก็บมาจากเรืออเลิร์ท เมื่อเทอร์สตันไปถึงออสโล เขาก็ทราบว่าโยฮันเซนนั้นเสียชีวิตแล้ว ภริยาม่ายของโยฮันเซนได้มอบข้อเขียนภาษาอังกฤษซึ่งสามีของเธอเขียนทิ้งไว้ให้กับเทอร์สตัน เทอร์สตันได้ทราบจากข้อเขียนถึงเรื่องที่เกิดบนเกาะนั้น ซึ่งก็คือนครรุลูเยห์[15] เหล่าลูกเรือได้สำรวจเมืองที่ดูแปลกประหลาดและได้เปิดประตูขนาดใหญ่เข้า ทำให้คธูลูตื่นขึ้นมาจากการหลับใหล ลูกเรือส่วนใหญ่นั้นถูกคธูลูจับกินและมีเพียงโยฮันเซนกับบริเดนที่หนีกลับไปถึงเรือยอชได้ ทั้งคู่ได้ออกเรือไปในมหาสมุทร แต่คธูลูก็ยังตามไป บริเดนนั้นหันกลับไปมองคธูลูและภาพอันน่าสะพรึงกลัวนั้นก็ทำให้เขาเสียสติไป โยฮันเซนรู้ว่าตนคงจะหนีไม่พ้นจึงได้เสี่ยงหันหัวเรือกลับไปชนหัวของคธูลูจนเป็นแผลฉกรรจ์และสามารถหนีมาได้ แม้โยฮันเซนจะเห็นว่าแผลนั้นสมานตัวอย่างรวดเร็วก็ตาม

เทอร์สตันจบเอกสารฉบับนี้ลงโดยคาดเดาว่า คธูลูคงจะจมลงไปในมหาสมุทรพร้อมกับรุลูเยห์ระหว่างที่กำลังรักษาแผลของตนนั้นเองและมนุษย์ชาติก็คงจะปลอดภัยไปจนกว่าดวงดาวจะอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมอีกครั้ง แต่คธูลูยังหลับใหลอยู่และลัทธิของมันก็ยังอยู่ ตัวเขาเองรู้เรื่องของคธูลูมากเกินไปและอีกไม่นานเขาคงจะพบกับจุดจบเช่นเดียวกับศาสตราจารย์แองเกลและโยฮันเซนเช่นกัน[16]