«خیام و این جهان فرسوده» زندگی عمر خیام نیشابوری را در قالب روایتی داستانی از سال‌های کودکی و نوجوانی دنبال می‌کند. داستان با تولد کودکی به نام کیوان در خانواده ابراهیم و زهرا آغاز می‌شود؛ کودکی که در خانه‌ای سرشار از کتاب و گفت‌وگو درباره دانش بزرگ می‌شود. پدر او عطاری دارد و به ستارگان علاقه‌مند است و کتابخانه خانوادگی، نخستین فرصت‌های آشنایی کیوان با اندیشه و پژوهش را فراهم می‌کند. در مدرسه، سه آموزگار با شیوه‌هایی متفاوت به کودکان قرآن، دانش ستارگان و شعر فارسی می‌آموزند. برخورد آموزگار سختگیر، مشهور به شیخ شر، با پرسش‌های کیوان درباره گناه و مجازات به تنبیه و سپس کشمکشی جدی می‌انجامد. در برابر این سختگیری، آموزگاری دیگر از کودک حمایت می‌کند و راه آشنایی او با حسن، همدرس و دوست نزدیکش، گشوده می‌شود. با رشد کیوان، علاقه او به مطالعه، ریاضیات، نجوم و سرودن رباعی آشکارتر می‌شود. شاگردان شعرهایش را بر دیوارهای مدرسه می‌نویسند و مخالفت آموزگار سرانجام به اخراج گروهی از آنان می‌انجامد. این تجربه به گردهمایی تازه‌ای در خانه خانواده و سپس برپایی محفلی برای درس و بحث تبدیل می‌شود. روایت در ادامه پیوند خیام با حسن صباح و آموزگاری را دنبال می‌کند که عنوان خواجه نظام‌الملک می‌گیرد. میان رباعیات، گفت‌وگوهای دوستانه و امیدهای سیاسی، پرسش‌هایی درباره گذر زمان، آزادی اندیشه، دانش و سرنوشت جامعه مطرح می‌شود. کتاب تصویری روایی و تفسیرمحور از این شخصیت‌ها ارائه می‌کند و نباید همه جزئیات آن را بدون بررسی مستقل، واقعیت تاریخی قطعی دانست.