Kisah petualangan Percy Jackson dalam "The Lightning Thief" (Pencuri Petir) adalah titik awal dari saga fantasi epik yang menarik pembaca ke dalam dunia mitologi Yunani yang hidup di tengah Amerika modern. Alur cerita ini berfokus pada penemuan jati diri seorang remaja yang selama ini merasa berbeda dan tersisih.
Percy Jackson, seorang anak laki-laki berusia dua belas tahun yang sering bermasalah di sekolah dan memiliki disleksia, menjalani kehidupan yang cukup sulit bersama ibunya, Sally. Kehidupan normalnya mulai retak ketika ia didatangi oleh guru matematikanya, Nyonya Dodds, yang ternyata adalah salah satu Erinyes—makhluk mengerikan dari dunia bawah. Dalam serangan mendadak, Percy baru mengetahui bahwa ia berbeda. Tak lama kemudian, ia diselamatkan oleh sahabatnya, Grover Underwood, yang ternyata adalah seekor Faun (setengah kambing, setengah manusia), dan seorang pemuda misterius bernama Luke Castellan.
Percy dibawa ke tempat perlindungan rahasia: Camp Half-Blood, sebuah perkemahan musim panas bagi anak-anak keturunan dewa-dewi Yunani (Demigod). Di sana, ia melalui orientasi cepat dan mengetahui bahwa ia adalah putra dari salah satu "Tiga Besar"—Zeus, Poseidon, atau Hades. Penemuan terbesarnya terjadi saat upacara perahu, di mana Trisula muncul di atas kepalanya, mengonfirmasi bahwa ia adalah putra Poseidon, dewa laut.
Ketegangan memuncak ketika Zeus, dewa langit, menuduh Percy mencuri petir utamanya, Master Bolt—senjata paling kuat di alam semesta. Jika petir itu tidak dikembalikan sebelum titik balik musim panas (solstice musim panas), perang besar antar dewa akan pecah, menghancurkan dunia. Percy, meskipun tidak bersalah, harus membuktikan dirinya dengan mencari dan mengembalikan petir curian tersebut sebelum batas waktu habis.
Didampingi oleh Annabeth Chase, putri Dewi Athena yang cerdas, dan Grover, misi resmi Percy dimulai. Mereka diberi tugas untuk melakukan perjalanan melintasi Amerika Serikat, yang ternyata dipenuhi dengan bahaya mitologis yang tersembunyi. Tujuan awal mereka adalah pergi ke Dunia Bawah (Underworld) di Los Angeles, karena rumor menyebutkan bahwa Hades (yang dicurigai sebagai pencuri) menyembunyikan petir tersebut di sana.
Perjalanan trio ini adalah serangkaian ujian yang menguji keberanian dan persahabatan mereka. Mereka menghadapi monster-monster klasik seperti Medusa (yang diubah menjadi pemilik toko suvenir bernama Aunty Em), Chimera di St. Louis, dan Sirene. Setiap tantangan ini memaksa Percy untuk mulai menerima dan menguasai kekuatan barunya sebagai putra Poseidon, terutama kemampuannya mengendalikan air dan berkomunikasi dengan kuda laut.
Interaksi dengan dewa-dewi minor dan dewa-dewi Olympus juga menjadi bagian penting alur cerita. Pertemuan dengan Ares, dewa perang, yang ternyata menjebak mereka, serta pertemuan singkat namun penting dengan Hermes, memperumit misteri pencurian petir.
Setibanya di gerbang Dunia Bawah (sebuah studio film di Hollywood), mereka menyadari bahwa Hades memang memiliki sesuatu, tetapi bukan petir utama. Percy menemukan bahwa Hades mencuri helm keabadiannya (Helm of Darkness) sebagai alat tawar-menawar. Setelah pertempuran sengit, Percy berhasil mengambil kembali helm tersebut dan membebaskan ibunya yang sebelumnya telah diculik oleh Hades.
Namun, ketika Percy membuka tas yang diberikan Ares, ia terkejut menemukan Master Bolt ada di dalam tas itu, bersama dengan helm Hades. Di sinilah pengkhianatan terungkap. Luke Castellan, putra Hermes, ternyata adalah pencuri sebenarnya. Motif Luke adalah ketidakpuasan dan rasa dikhianati oleh para dewa Olympus, terutama setelah merasa dilupakan dan ditinggalkan oleh ayahnya. Luke bekerja sama dengan Kronos, Dewa Titan kuno yang ingin bangkit kembali dan menggulingkan Zeus.
Percy bergegas kembali ke New York untuk menghadapi Luke di Empire State Building (gerbang ke Olympus) sebelum solstice musim panas. Pertarungan klimaks terjadi antara Percy dan Luke. Percy berhasil mengalahkan Luke dalam duel pedang, meskipun Luke berhasil kabur setelah menyadari bahwa Kronos belum siap untuk kembali.
Percy kemudian menghadap Zeus di Olympus dan mengembalikan kedua artefak yang dicuri. Ia berhasil membersihkan namanya. Meskipun Zeus menolak mengakui Percy sebagai putranya (karena sumpah dewa-dewi besar untuk tidak memiliki anak lagi), Poseidon muncul dan mengungkapkan kebanggaannya. Percy, yang kini diakui sebagai pahlawan, diberi kesempatan untuk meminta hadiah. Ia meminta agar para dewa bersumpah untuk lebih memperhatikan anak-anak mereka yang masih hidup di dunia luar dan mengakhiri perseteruan lama antara dewa-dewa minor. Alur cerita berakhir dengan Percy kembali ke Camp Half-Blood, siap menghadapi ancaman Kronos yang akan datang.