Der erste Teil der Erzählung besteht aus drei Briefen, von denen der erste zurückblickend die Begegnungen mit dem Sandmann darstellt, ausgehend von dem traumatischen Kindheitserlebnis Nathanaels, bei dem dieser mit ansehen muss, wie sein Vater bei einem alchimistischen Experiment mit dem Advokaten Coppelius, dem Sandmann, ums Leben kommt. Diesen Coppelius vermeint Nathanael später als einen „piemontesischen Mechanicus“[2] unter dem Namen Coppola wiederzutreffen, ein Wiedersehen mit schwerwiegenden Folgen, das den zweiten Teil der Erzählung einleitet: Nach einem durch ein Feuer im Laboratorium des Hauses erzwungenen Umzug, der seine deutliche Parallelisierung in der Todesszene seines Vaters hat, erblickt Nathanael mithilfe eines von Coppola gekauften Fernrohrs im Zimmer gegenüber eine mechanische Puppe, Olimpia, ein Produkt wiederum unter anderem dieses „Mechanicus“. Die beiden großen Motivkomplexe des Auges und der Automate treffen hier aufeinander, wenn Nathanael aufgrund einer perspektivisch verzerrten Wahrnehmung in einer fatalen Liebesbeziehung der Puppe verfällt. Während der bürgerlichen Welt Olimpia als Maschine „ganz unheimlich“ geworden ist[3], beharrt Nathanael in völliger Verblendung darauf, dass sich ihre zwei Worte „Ach – Ach“[4] nur dem „poetischen Gemüt“ als „echte Hieroglyphe der innern Welt voll Liebe und hoher Erkenntnis des geistigen Lebens“[5] erschließen könnten – eine typisch Hoffmann’sche Ironisierung des zeitgenössischen künstlerischen Selbstverständnisses. Als Nathanael Zeuge eines heftigen Streites zwischen den beiden Schöpfern der Automate wird und erkennen muss, dass es sich um eine Puppe handelt, verfällt er dem Wahnsinn. Davon genesen, holt ihn sein Schicksal in Gestalt des Coppelius/ Coppola wieder ein und er stürzt sich – möglicherweise im magischen Bann des Sandmanns – von einem Turm in den Tod.