Wolkenatlas is als een matroesjka-pop: van zes verhalen krijg je eerst alleen het begin te lezen en na het midden pas het einde. Het spannende reisjournaal van een onwillige reiziger op een eiland in de Stille Oceaan rond 1850 wordt middenin een zin afgebroken. Tussen de twee wereldoorlogen worden de reisavonturen, inmiddels in druk, gelezen door een onbetrouwbare assistent, die de blinde componist Vyvyan Ayrs in België helpt met zijn muziek en hem ondertussen van dure boeken berooft. In zeer humorvolle brieven aan zijn vriend Sixsmith in Engeland vertelt deze Robert Frobisher zijn escapades en avonturen. En deze brieven duiken jaren later op in Amerika wanneer een jonge journaliste in het Reagan-tijdperk de veiligheid van een kerncentrale onderzoekt. Na de dood van Sixsmith geeft zij zich uit voor zijn nicht en krijgt zo de geliefde brieven in handen. Als haar leven is bewerkt tot een thriller komt die in handen van een krankzinnige uitgever - en zo echoot het ene verhaal door in het andere en lijken de vertellers uit Wolkenatlas elkaars leven te beïnvloeden.
Mitchell schept met groot gemak totaal zes verschillende werelden, die door allerlei details aan elkaar verbonden zijn. Hij creëert met zichtbaar plezier bijpassende talen, woorden en afkortingen, beelden, geluiden en geuren zonder ooit de leesbaarheid en de draad van het verhaal uit het oog te verliezen. Als de roman de lezer ver in de toekomst heeft meegevoerd, sluit Mitchell een voor een zijn poppen weer in elkaar en worden alle verhalen tot hun einde gebracht met een vanzelfsprekendheid en een nieuwsgierig makende spanning die tot de laatste bladzijde aanhoudt.