東京都心部を中心とする、半径約30キロメートルの円形の物体。ほぼ国道16号より内側が“雲”の中に入っている。高さは約1000 - 1500メートル。
成分自体は水蒸気であり、オゾンとアルゴンが平均値より多少多い程度だが、外側から内部に進入しようとすると、20メートルから30メートルのあたりでそれ以上進めなくなり、外部から銃弾を撃ち込んでもはじき返す。内側からの電波は外側に全く届かないため、さらに雲の影響は地中および水中にもおよび、内側の状態は不明。
周囲で重力場の乱れが観測されている。上空を飛行する物体に対して、何らかの攻撃的意図をもって高エネルギーの粒子線を発射しており、米ソの軍事衛星や日米の軍用機が被害を受けている。上空飛行を行ったアメリカ海軍の電子偵察機EP3Eは、粒子線の直撃を受け電子機器類が壊滅、エンジン４台中３台が停止し残り１台のエンジンのみで生還。しかし乗員２人が放射線被曝症及び感電により死亡した。また、わずかながら水平方向への粒子線放出も観測されている。同時に粒子線や雷による強力な磁界によよる雲の裂け目の出現が確認され、観測筒の投下により部分的に雲の内部の様子の映像が得られた。
作中では、未知の宇宙文明によって送り込まれた、サーベイヤーやヴァイキングのような自動的観測装置であるという推定がなされている。
原作では“雲”としか呼ばれていないが、映画版では「物体O」と呼ばれる場面がある。

各都道府県と政令指定都市の連合による臨時行政組織で、総選挙による立法府再建、行政府の再組織までの間、暫定的に国政を代行する。道府県知事・副知事、道府県議会議長、政令指定都市の首長、および東京都・神奈川県・埼玉県代表によって構成される。臨時首席代表は全国知事会副会長の小室兵庫県知事。法的正当性の根拠は国際法上の緊急避難としている。日本政府は音信不通だが依然として存在している、という前提のもとに設置されている。

臨時国政代行組織のうち、沖縄・九州・中国・四国・近畿・中部・北陸・関東・東北・北海道の各地方を代表する知事、中央各省庁の地方出先機関代表、学識経験者から構成される。本部は名古屋の、まだオープンされていないコンヴェンション・ホテルに置かれている。

朝倉達也

S重工本社企画総務課長。1946年生。東京都中野区鷺宮在住。S重工愛知工場への単身赴任が終わり、新幹線で東京本社に戻る途中で“雲”の出現に遭遇し、浜松駅で足止めを受ける。浜松駅で偶然に旧友の佐久間と出会い、佐久間の車に便乗してS重工厚木中央研究所に向かう。妻の由美子と息子の知之が“雲”の中に閉じ込められている。

朝倉佐知子

達也の娘。中学一年生。“雲”出現の際には修学旅行中だったため難を逃れる。

竹田

厚木中央研究所第一研究部長。

安原

厚木中央研究所総務課員。朝倉の大学の後輩。

吉武

厚木中央研究所総務課係長。朝倉より一期あとの入社。30代。

矢作

厚木中央研究所労組支部長。吉武とは大学の同期。30代。

松永美恵子

厚木中央研究所のアルバイト。通称ミーコ。

河野通武

S重工取締役、愛知工場長。

大田原剛造

S重工顧問。理学博士・工学博士。竹田部長の大学時代の恩師。終戦時に27歳。

田宮

北九州の地方紙『西部新報』の編集局次長格。2年前にA新聞から移籍した。朝倉の高校・大学の先輩で、55 - 56歳くらいの壮漢。東京に出張する途中で“雲”に遭遇、藤沢市役所で偶然朝倉に出会い、大田原剛造らの“雲”調査に同行する。朝倉の世話で厚木中央研究所に泊まり込んだ際、佐久間に連れられて研究所にやってきた堀江国連局次長が、日本政府消失による危機を訴えたのに触発され、「国難」を救うべく、新聞記者としての枠を超えて臨時政府樹立のために奔走する。臨時政府樹立後、広報担当官となる。メニエル氏病が持病。

早坂

『西部新報』社会部記者。入社4年目の若手。田宮の部下。

川村

A新聞関西本社編集局長。田宮の元同僚。

冬木徹三

A新聞関西本社のベテラン経済記者。田宮の元同僚で友人。藤竹の資金源に疑問を持つ。

倉橋為五郎

新聞業界の長老で生き字引的存在。85歳。植木と親しい。

佐久間

航空自衛隊二等空佐。技術研究本部第三研究所に所属。朝倉の高校時代のクラスメート。

島木

航空自衛隊二等空曹。佐久間の部下。

荒木

航空自衛隊中部航空方面隊幕僚長、空将補。

谷崎

陸上自衛隊第一ヘリコプター団長、陸将補。

末富

海上自衛隊航空集団司令官、海将。

戸川

海上自衛隊横須賀地方総監部幕僚長、海将補。

豊田

陸上自衛隊北部方面総監、陸将。

堀江

外務省国際連合局次長。ニューヨークから東京に戻る途中で“雲”の出現に遭遇、自衛隊の要請で在日米軍と自衛隊の事務レベル会談に同席する。終戦時には小学生。

上条

堀江の秘書官。

玉木

駐英日本大使館職員。文化交流担当。

高橋

外務省参事官。駐英大使館所属。

法水

駐ソ日本大使館職員。大田原喜男教授の友人。

小室達夫

兵庫県知事、全国知事会副会長。68歳。自治省出身で、参議院議員を経て知事に転身した。知事会長の千葉県知事が東京出張中で消息を絶ったため、会長代行として全国知事会を取り仕切るとともに臨時政府の樹立に奔走し、臨時国政代行機関を樹立、臨時首席代表となる。どちらかといえば寡黙だが、いざという時には行動力とリーダーシップを発揮する。大柄。

植木

引退した政界の長老。臨時政府樹立のために奔走し、小室首席代表のアドバイザーとなる。

成瀬

植木の秘書兼ボディガード。公安畑の元警察官。56 - 57歳。

田村

宮城県知事。78歳。全国知事の長老格で、全国緊急知事会議の議長をつとめる。臨時国政代行組織樹立後、新設された「地方代表会議」の議長を委嘱される。

加藤

熊本県知事。臨時国政代行機関の防衛庁長官代行。

堀内

北海道知事。地方代表会議メンバーで、臨時国政代行機関の次席代表の一人。革新寄りだが愛道精神が深い。

藤竹

元代議士秘書で植木の子分格。37 - 38歳くらい。植木が新政府の首相候補として名を挙げた人物で、富山県から衆議院議員に立候補しようとしている。

岩井敏夫

茨城県水海道市にあるヴェンチャー企業「岩井特殊計測器製造」の社長。H電子工業の下請けで、高エネルギー物理学研究所の粒子計測器を製造している。

峯田

岩井特殊計測器製造専務。32歳。

榛原

H電子工業研究員。岩井特殊計測器製造の粒子計測器により、“雲”から水平方向にニュートリノが発射されていることを発見する。

三好圭吾

ある国会議員の私設秘書。朝倉の知人。

大田原喜男

ロンドン大学客員教授。理学博士。剛造の甥。

マイク・マッコーマー

アメリカ空軍中将。在日米軍司令官。

マイケル・ローガン

アメリカ空軍准将。在日米軍司令部付、第五空軍所属。

ジョン・バナー

アメリカ海軍少佐。西太平洋艦隊航空部隊司令部付。

ウィリアム・ペイン

アメリカ陸軍大尉。

アーチボルド（アーチイ）・オブライエン

アメリカ海軍中尉、海軍研究所所属。電子偵察機EP3Eによる“雲”上空の調査飛行に参加する。

アンソニー（トニイ）・グレイザー

アメリカ海軍大尉、情報部所属。EP3Eの調査飛行に参加。

チャーリイ・コパイ

海軍研究所所属。EP3Eの調査飛行に参加。

デイヴィス（デイヴ）・ローガン

スタンフォード大学の研究員。EP3Eの調査飛行に参加。

フランク・ピンダー

アメリカ上院議員、国防委員会委員。“雲”に関する情報の独占を主張する。

E・ムーア

プリンストン高等研究所の長老。“雲”国際調査団長。

セルゲイ・ウラソフ

ソ連の理論物理学者。ロンドン大学の客員研究者。重力子理論の世界的権威。

ユーリー・ウラソフ

札幌の駐日ソ連領事館職員。セルゲイ・ウラソフの甥。アメリカ領事館に亡命を申請する。大田原剛造への面会をしきりに求める。

当初は、後半で「雲」が消失して生還した東京の人々の知能が異常に向上しており、彼らの処遇を巡って国際世論が紛糾する、よりSF的な展開が構想されていたが、連載期間の都合により「雲」の消失時点で終了している。

この作品と、1964年に発表された短編『物体O（オー）』に相似点があると徳間文庫版解説などにて指摘されている。『物体O』では、高さ200km、直径1000kmに及ぶリング状の謎の物体が突然大阪付近を中心に落下し、外部との連絡が一切途絶する。『首都消失』は外側、『物体O』ではその内側の物語という点は対照的であり、また、通信・観測手段等も執筆ないし舞台として想定されている時代の科学技術に沿って異なっている。

他にも、通信途絶状態のシミュレーションとして、突如アメリカと全く連絡が出来なくなった世界を描いた短編『アメリカの壁』、またほとんどの人間が突如消失して社会的インフラが次第に崩壊していく過程を描いた長編『こちらニッポン…』との関係も指摘されている。

初版のトクマ・ノベルズ版は1985年のベストセラーとなった。各種ランキングの結果は以下の通りである。

• 出版科学研究所『出版指標年報』1985年 単行本部門 第6位
• 出版ニュース社『出版年鑑』1985年 ベスト・セラーズ 第6位
• 東京出版販売『東販週報』1985年 フィクションの部 第1位
• 日本出版販売『日販週報』1985年 フィクション部門 第1位

ISBN 4-19-153056-9 ISBN 4-19-153057-7

ISBN 4-19-578170-1 ISBN 4-19-578171-X

ISBN 4-89456-402-5 ISBN 4-89456-403-3

シミュレーションノベル的性格の強い原作に対し、映画は家族の絆を強調したハリウッド風の作品となっている。前半のストーリーはほぼ原作をなぞっているが、後半は原作とは異なり「雲」に閉じ込められた人々の救出を試みる設定となっており、それに尽力する人々の姿を描いている。
原作では暫定統治機構が成立しているが、映画では発足までは至っていない。暫定統治機構設置を求める中心人物小室も兵庫県知事から大阪府知事に変わっている。アメリカによる国連信託統治案が安全保障理事会に提出されたことを察知して、中田議員により臨時代行政府発足を宣言した後に「雲」が晴れたため、実際に機能していない。また、「雲」が「物体O」と呼称されている場面が存在する。
また、物語に深く関与していくマスコミ関係者のジャンル（所属）は、原作では九州の新聞社であったが、映画では関西のテレビ局へと変更されている。

雲の描写には、のべ約100トンのドライアイスなど様々な素材が使用された。
建築用素材のフライアッシュを使用した撮影では、スタッフ全員が防塵マスクを着用して行われた。
「雲」に人がのまれるシーンでは、わずか20秒であるがハイビジョンが導入された。

「雲」による機能不全で、テレビの画面が乱れて消えるシーンでは、わずか一瞬であるが「ひらけ!ポンキッキ」のガチャピンとムックの姿が映っている。

架空

SCMトラック

映画のオリジナルの異常物体対策車両。日本において高エネルギー加速器の研究などに使われている超伝導電磁石の磁力を利用・応用し、雲を不安定にして破壊するというもの。実車を改造した2輛が登場した。

実在

自衛隊

• M3A1装甲車 - 実際には、M3装甲車の対空自走砲型であるM16対空自走砲の払い下げ品から対空砲を撤去してM3に似せて仕上げたレプリカ車両で、本作の他『戦国自衛隊』などにも登場している車両である。
• 73式大型トラック
• 73式小型トラック
• 1/4tトラック
• バケットローダ
• F-4EJ戦闘機
• LR-1連絡偵察機
• P-3C対潜哨戒機
• US-1A救難飛行艇
• KV-107IIA-4中型輸送ヘリコプター
• MU-2S救難捜索機
• KV-107IIA-5救難ヘリコプター
• OH-6J観測ヘリコプター
• UH-1H多用途ヘリコプター

海上保安庁

• ベル212中型ヘリコプター
• みずほ型巡視船PLH-21「みずほ」
• しらさぎ型油防除艇OR-01「しらさぎ」

警察

• ベル222小型ヘリコプター

アメリカ軍

• EP-3E電子偵察機 - 劇中には実機は登場しておらず、登場する機体は『ゴジラ』制作時に製作された海自仕様のP-3Cを改造したミニチュアモデルであり、機内はその際に集められたP-3Cの資料を基に想像を交えて製作されたセットである。
• 原子力航空母艦CVN-65「エンタープライズ」
• カリフォルニア級原子力ミサイル巡洋艦

ソ連軍

• Tu-22M爆撃機（名称のみ）
• Tu-16電子戦機（名称のみ）
• Ka-25哨戒ヘリコプター
• キエフ級航空母艦「ミンスク」（名称のみ）
• 航空母艦「トビリシ」（名称のみ）
• モスクワ級ヘリコプター巡洋艦
• カシン型駆逐艦
• ビクター2型攻撃用原子力潜水艦（名称のみ）

その他

• 有人潜水調査船「しんかい2000」
• 海洋調査船「なつしま」

• 製作：徳間康快、村上七郎
• 企画：巻幡展男、荒井修、山本洋
• 原作：小松左京
• 監督：舛田利雄
• 脚本：舛田利雄、山浦弘靖
• 音楽：モーリス・ジャール
• 撮影：飯村雅彦
• 撮影助手：米原良次、堀美臣、中川克也、菅原正
• B班撮影：古山正、脇屋隆司、岩松茂
• 美術：育野重一
• 美術助手：石田良之、瀬下幸治、藤原和彦、部谷京子
• 照明：川崎保之丞
• 照明助手：磯野雅宏、石丸隆一、立石和彦、林隆之、新倉映行
• 録音：瀬川徹夫
• 録音助手：前田一穂、弦巻裕、高橋義照、内藤幸恵
• 音響効果：帆苅幸雄（東洋音響）
• 編集：谷口登司夫
• 編集助手：境誠一、斉藤房子
• ネガ編集：南とめ、青木千恵
• 記録：加藤八千代
• 操演：白熊栄次、小笠原亀、小峰邦夫
• 助監督：上野尭、佐々木正人、棚橋邦夫、早野清治、酒井直人
• 音楽プロデューサー：三浦光紀
• 音楽監督：松居和
• 編曲：ゲーリー・ストックデール、松居慶子
• ミュージックアドバイザー：鈴木清司
• 挿入歌：松村冬風「ロンリー・クライ」
• サウンドトラック盤：徳間ジャパンコミュニケーションズ
• 特殊効果：久米攻
• 特機：中静健治、竹中亨
• 製作デスク：小野克己、鈴木良紀
• 製作担当：丹羽邦夫、小橋孝裕
• 製作部：大崎裕伸、南里幸、久家豊、石田章博
• スチール：原田大三郎
• 特撮スタッフ
• 特撮監督：中野昭慶
• 特技スーパーバイザー：佐川和夫、宮西武史
• 撮影：江口憲一、佐藤祐史
• 撮影助手：大根田俊光、木所寛、図書紀芳、佐々木雅史、三角匠、二本松昭彦
• 美術：井上泰幸
• 美術助手：小村完、好村直行、長沼孝、寺井雄二、清水剛、都築雄二、三池敏夫、高橋勲
• 照明：白川弘
• 照明助手：諸星輝夫、内山信夫、小沢文明、河村和正、安部力、鈴木秀明、原康二
• 照明機材：棚網恒夫
• 特殊効果：渡辺忠昭
• 特殊効果助手：岩田安司、鳴海聡、渡辺俊隆
• 操演：松本光司
• 操演助手：鈴木豊、鹿山和男、香取康隆
• 合成作画：真野田嘉一、石井義雄
• 背景：島倉二千六
• 記録：中田秀子
• 編集：東島左枝、大朝和代
• 助監督：浅田英一、松本清孝、高野敏幸
• スチール：中尾孝
• 製作担当：池田雅行、木川康利、広瀬昌弘
• ヘリコプター：朝日航洋
• 特殊効果：酸京クラウド
• CG：シネボーイ
• 光学アニメーション：日本エフェクトセンター
• タイトル:デン・フィルムエフェクト
• 現像：IMAGICA
• 録音スタジオ：アオイスタジオ
• スタジオ：大映スタジオ、東宝スタジオ
• 車輌協力：三菱自動車工業
• 協力：ソニー、富士通、日本無線、日本航空、日本電信電話、ピイ・フォー、シロタ、レンタルのニッケン、アマダ、大塚製薬
• 撮影協力：防衛庁、アメリカ海軍、海洋科学技術センター、国立防災科学技術センター、気象庁、文部省、港北ニュータウン、多摩ニュータウン
• プロデュース：溝口勝美、栢原幹
• アソシエイト・プロデューサー：飯泉征吉、和田康作
• クリエイティブ・アドバイザー：永田貴士、鹿野司
• 製作協力：電通、大映映像、東宝映像
• 製作：『首都消失』製作する会（関西テレビ、徳間書店、大映）

• 撮影助手：米原良次、堀美臣、中川克也、菅原正

• 美術助手：石田良之、瀬下幸治、藤原和彦、部谷京子

• 照明助手：磯野雅宏、石丸隆一、立石和彦、林隆之、新倉映行

• 録音助手：前田一穂、弦巻裕、高橋義照、内藤幸恵

• 編集助手：境誠一、斉藤房子

• 特撮監督：中野昭慶
• 特技スーパーバイザー：佐川和夫、宮西武史
• 撮影：江口憲一、佐藤祐史
• 撮影助手：大根田俊光、木所寛、図書紀芳、佐々木雅史、三角匠、二本松昭彦
• 美術：井上泰幸
• 美術助手：小村完、好村直行、長沼孝、寺井雄二、清水剛、都築雄二、三池敏夫、高橋勲
• 照明：白川弘
• 照明助手：諸星輝夫、内山信夫、小沢文明、河村和正、安部力、鈴木秀明、原康二
• 照明機材：棚網恒夫
• 特殊効果：渡辺忠昭
• 特殊効果助手：岩田安司、鳴海聡、渡辺俊隆
• 操演：松本光司
• 操演助手：鈴木豊、鹿山和男、香取康隆
• 合成作画：真野田嘉一、石井義雄
• 背景：島倉二千六
• 記録：中田秀子
• 編集：東島左枝、大朝和代
• 助監督：浅田英一、松本清孝、高野敏幸
• スチール：中尾孝
• 製作担当：池田雅行、木川康利、広瀬昌弘

• 撮影助手：大根田俊光、木所寛、図書紀芳、佐々木雅史、三角匠、二本松昭彦

• 美術助手：小村完、好村直行、長沼孝、寺井雄二、清水剛、都築雄二、三池敏夫、高橋勲

• 照明助手：諸星輝夫、内山信夫、小沢文明、河村和正、安部力、鈴木秀明、原康二

• 特殊効果助手：岩田安司、鳴海聡、渡辺俊隆

• 操演助手：鈴木豊、鹿山和男、香取康隆

原作と映画において、企業の名称や一部登場人物の氏名、設定などに差違がある。

• 渡瀬恒彦 - 朝倉達也（42、北斗電機技術開発部長、神奈川県川崎市百合ケ丘）
• 名取裕子 - 小出まり子（29、フリーキャスター、東京都杉並区）
• 山下真司 - 田宮洋介（35、関西放送報道部員）
• 石野陽子 - 松永美恵子（18、女子大生。北斗電機研究所アルバイト）
• 大滝秀治 - 大田原権造（61、筑波大学電子工学教授<物性物理学>・北斗電機技術顧問）
• 夏八木勲 - 佐久間英司（47、航空自衛隊二等空佐、朝倉のクラスメート）
• 財津一郎 - 川村（52、関西放送報道部長）
• ぼんちおさむ - 小山（32、関西放送報道部カメラマン）
• 津村隆 - 浦部（43、商社マン）
• 松村冬風 - 松尾豊（20、盲目の学生ボランティア、ロックシンガー）
• 江角英明 - 竹田（北斗電機研究所員）
• 岸部一徳 - 安原（北斗電機研究所員）
• 並木史朗 - 吉武（北斗電機研究所員）
• 星正人 - 北斗電機研究所員
• 苅谷俊介 - 森田（関西放送報道部員・気象担当）
• 平泉征 - 和田（関西放送社会部デスク）
• 宮内洋 - 関西放送外信部デスク
• 平淑恵 - 朝倉由美子（32、朝倉の妻）
• 濱田万葉 - 朝倉佐和子（12、朝倉の娘）
• 三木のり平 - 木村松吉（62、双子の祖父）
• 浅利香津代 - 木村光子（42、双子の母）
• 海老名みどり - 安原敬子（32、安原の妻）
• 加藤治子 - 小出梅子（64、まり子の母）
• 青木義朗 - 末富海将
• 児玉謙次 - 荒木空将補
• 相馬剛三 - 谷崎陸将補
• ドン・ノード - ローガン准将（横田基地司令官）
• ジョー・グレイス - グレイス中佐
• デビッド・ワインバーグ - フォード大佐
• クリスティン・マレン - ローラ中尉
• ジェリー・L・インマン - バーナード博士
• トム・キロー - EP3E（アメリカ海軍哨戒機）機長
• 不破万作 - 国鉄東海道新幹線車掌
• 山本亘 - 城南医大・久保教授
• 丹波義隆 - 駿河テレビディレクター
• うえだ峻 - 関西放送取材ヘリ・パイロット
• 安井昌二 - 大槻駐米大使
• 田口計 - 植草駐英大使
• 入江正徳- 北海道知事
• 梅野泰靖 - 愛知県知事
• 尾形伸之介 - 鹿児島県知事
• 久遠利三 - 福島県知事
• 河合絃司 - 兵庫県知事
• 竜雷太 - 堀江（46、外務省国際局次長、東京都目黒区）
• 渡辺文雄 - 小室達夫（57、大阪府知事）
• 石橋蓮司 - 三好大一郎（45、郵政大臣秘書）
• 丹波哲郎 - 中田代議士（64、前民主党幹事長）
• 清水大敬、浜田晃、毛利八郎（関西テレビアナウンサー）、飯島大介、大塚国夫、栩野幸知 ほか

• 日本アカデミー賞特別賞（中野昭慶）

• ゲームブック『首都消失』雅孝司著 徳間書店 1986年12月31日発行 ISBN 4198133719
• 外伝的内容で主人公は怪盗。「雲」破壊のため暗躍する。途中にいくつかの選択肢が設けられており、複数のエンディングが用意されていた。
• 首都消失（シナリオ版 1986年12月）徳間書店 ISBN 4195982006
• 東京が死滅する日―映画『首都消失』の可能性を検証する 八木大介、吉原公一郎、那野比古 徳間書店 1986年12月 ISBN 4195533724

• 外伝的内容で主人公は怪盗。「雲」破壊のため暗躍する。途中にいくつかの選択肢が設けられており、複数のエンディングが用意されていた。