Декард обыскивает квартиру первого андроида из своего списка, Макса Полокова. Затем встречается с агентом Русского отдела Всемирного полицейского управления Шандором Кадали, который внезапно оказывается Полоковым. Декарду удаётся застрелить андроида из своего «Магнума» 38-го калибра, когда тот набросился на него в кабине ховера. Следующей в его списке значится оперная певица Люба Люфт. Попытка проверить её на тесте Войта — Кампфа проваливается, так как Люба вызывает полицию, обвинив Декарда в сексуальных домогательствах. Декарда доставляют в управление, о существовании которого он даже и не подозревал. Там его поручают офицеру Гарленду, который, как обнаруживается, есть в декардовском списке на усыпление. Для того, чтобы понять, что происходит, вызывают охотника за премиальными Фила Реша, который приписан к управлению. После того, как анализом костного мозга подтверждается, что Полоков был андроидом, Реш и Гарленд вступают в спор о целесообразности применении теста Бонелли к сотрудникам управления. Реш выходит за оборудованием, а Гарленд признается Декарду, что он и все сотрудники его управления, включая Реша, являются андроидами, проникшими на Землю с Марса. Однако, по словам Гарленда, Реш еще не знает, что он сам и все его коллеги - андроиды, так как ему вживили искусственную память. После этого, Гарленд достаёт лазерный пистолет, но колеблется, применять ли его. Реш возвращается, убивает Гарленда и вместе с Декардом покидает управление.

После того, как они вдвоём усыпляют Любу Люфт, Декард проводит тест Войта — Кампфа на Реше, который уже и сам боится, что он андроид. Декард же в этом почти уверен, видя, с какой готовностью и удовольствием Реш усыпляет андроидов, но результаты теста не подтверждают его подозрения. Декард всё более обеспокоен тем сочувствием, которое вызывают у него андроиды, в особенности женщины. В депрессии он покупает в кредит козу черной нубийской породы, потратив все премиальные на первый взнос.

Последние три андроида с мозгом модели «Нексус-6» скрываются в заброшенном пригородном доме вместе с Джоном Изидором, «пустоголовым» (так называют людей, чей мозг слишком пострадал от радиации; им запрещено эмигрировать с Земли). Изидор относится к андроидам дружелюбно, хотя они относятся к нему безразлично. Обнаружив живого паука, они не задумываясь отрывают ему лапки одну за одной, чтобы проверить, сколько ему нужно, чтобы передвигаться.

Начальник Декарда настаивает, чтобы он усыпил оставшихся трёх "анди" (так пренебрежительно называют андроидов) в тот же день, пока они не перебрались в другое место. Декард решает, что ему нужна помощь Рейчел Роузен и назначает ей встречу в отеле в Сан-Франциско. При встрече они пьют настоящий довоенный бурбон и после беседы о трёх оставшихся андроидах занимаются сексом. Рейчел признаётся, что спала со многими охотниками за премиальными, и все они, кроме Фила Реша, оставили работу. Тогда Декард грозится убить её, но осознает, что не может. Роузены добились определённого успеха, но Декард всё же продолжает своё задание.

Декард прибывает в дом Изидора, чтобы "усыпить" оставшихся андроидов. Появляется Мерсер и даёт Декарду силы убить Прис Стрэттон — точную копию Рейчел. После этого Декард легко усыпляет двух оставшихся андроидов. Вернувшись домой, он узнаёт, что Рейчел убила козу, столкнув её с крыши. Декард отправляется в последнее путешествие на своём ховере, в орегонскую пустыню. Там он поднимается на холм, подобно Мерсеру, но в него попадает камень, и он идёт обратно к машине. По пути он находит живую жабу (в каталоге Сидни жабы обозначены как вымерший вид) и возвращается домой. Но дома его жена Айрен обнаруживает, что жаба искусственная. Когда Декард засыпает, она заказывает для жабы фунт электромух.

Награды

Роман «Мечтают ли андроиды об электроовцах?» был номинирован на «Небьюлу» 1968 года. В 1998 году он занял 51-е место в списке «Лучшие НФ-романы всех времён до 1990 года» (Locus Poll Award).

Использование идей и мотивов в других произведениях

• Часть идей произведения, вероятно, заимствовано из более раннего рассказа Ли Брекетт "Танцовщица с Ганимеда" (1950 год): объявление андроидов вне закона, охота на них специально подготовленными людьми, пренебрежительное к ним отношение, высокое интеллектуальное развитие андроидов при низком развитии эмоциональной сферы, перемещение группы андроидов, состоящих из нескольких мужчин и женщины, отличающейся внешней привлекательностью и др.
• Фильм «Бегущий по лезвию».
• В игре «WarCraft 3» один из юнитов произносит фразу «Мечтают ли орки об электросвиньях?», которая является прямой отсылкой к названию данного произведения.
• Аниме Bubblegum Crisis (OVA 1988—1992 гг.) — использована идея охоты людей на андроидов. Имя главной героини — Асагири Присс (один из персонажей фильма «Бегущий по лезвию бритвы»); музыкальная группа, в которой она поёт, в американском дубляже называется Priss and the Replicants.
• Аниме Покемон (TV 1997—2002 гг.) — в оригинальном сериале, не адаптированном американцами, 30-ая серия называется «Мечтает ли Койру об электрической мыши?», что является прямой отсылкой к названию данного произведения.
• Аниме EVE no Jikan (Time of Eve) (OVA для показа в Интернете, 2008—2009 гг.) — многочисленные аллюзии на произведение Филипа Дика (андроиды в рабстве у людей, обсуждаются их права и наличие у них чувств и разума, помимо самообучающегося искусственного интеллекта; также в сериале дословно цитируются «три закона робототехники» Айзека Азимова)
• Сериал Грань (Fringe) (2008—2012 гг.) — в названии четвертого эпизода третьего сезона «Мечтают ли оборотни об электроовцах?» (Do Shapeshifters Dream of Electric Sheep?) явно просматривается ссылка на данное произведение.
• Южно-корейский фильм :en:Natural City, использующий сюжетные линии "Бегущего по лезвию"
• Название проекта распределенных вычислений в области компьютерной графики :en:electric sheepref-en является отсылкой к данному произведению. Каждая заставка названа "электроовцой". Заставки сгенерированы компьютерами разных пользователей, запустивших эту программу и обменивающихся ими друг с другом через Интернет.
• Аниме Psycho-Pass — в 15 эпизоде Сёго Макисима для знакомства с творчеством Филипа Дика советует прочитать "Мечтают ли андроиды об электроовцах?".
• В цикле книге Дугласа Адамса «Автостопом по галактике» в книге «Жизнь, вселенная и всё остальное» появляется колыбельная робота Марвина «Как я ненавижу ночь». Второе четверостишие, которой является отсылкой к данному произведению.

Now the world has gone to bed

Darkness won't engulf my head

I can see by infra-red

How I hate the night

Now I lay me down to sleep

Try to count electric sheep

Sweet dream wishes you can keep

How I hate the night