La novela comienza en 1994 cuando Dedé, ya anciana, cuenta a un entrevistador la historia de sus tres hermanas antes de su asesinato. A través de los recuerdos, narra una época en la que la familia era feliz en su casa familiar mientras su papá se divertía con ellas.
En el relato, la época se traslada a mediados del siglo XX, durante el régimen de Rafael Trujillo en la República Dominicana. A través de la perspectiva de cada una de las hermanas Mirabal, la historia comienza a desentrañar el camino que cada una tomó hacia la rebelión. La tercera hija de la familia, Minerva, consigue convencer a su padre para que las lleve a una escuela católica. Minerva se encuentra con una niña llamada Sinita que es víctima de las atrocidades de la dictadura de Trujillo. Ella cuenta la muerte de los hombres de su familia a manos del despiadado líder. Esta experiencia hace que Minerva se dé cuenta de la realidad del gobierno tirano, lo que despierta su espíritu revolucionario.
La hermana mayor, Patria, es más religiosa que las demás y quiere seguir el camino del convento, pero tiene un despertar sexual. Se casa con un hombre llamado Pedrito con el que tiene dos hijos, Nelson y Noris. Durante su tercer embarazo, Patria sufre un aborto espontáneo que la lleva a perder la fe durante algún tiempo. Además, es testigo de la neutralidad de la iglesia respecto al régimen y ve la foto del dictador junto a Jesús.
Durante la entrevista, se le pregunta a Dedé por el amigo íntimo de Minerva, Virgilio Morales, que se exilió. Dedé revela que estaba encaprichada con el hombre y que cuando éste dejó una carta para Minerva, ella optó por destruirla.
Minerva descubre que su padre tiene otra familia que incluye otras tres hijas. Mientras se pelean por el asunto, incluido el hecho de que su padre mantenga en secreto más cartas de Virgilio, asisten a la fiesta de Trujillo. Durante la fiesta, Minerva intenta manipular al dictador para que le permita asistir a la facultad de Derecho mientras Trujillo la seduce. Sin embargo, ella abofetea al dirigente y toda la familia abandona la fiesta temiendo las consecuencias de sus actos. Al día siguiente, su padre es arrestado mientras Minerva es interrogada sobre Virgilio, pero finalmente papá es liberado.
Como papá nunca quiso que Minerva estudiara derecho por miedo, ella decide ir después de que su padre muera unos años más tarde. Mientras tanto, la hija menor, María Teresa, comienza a llevar unos diarios que narran las historias de su familia tras el funeral de su padre. En la escuela, Minerva conoce a un revolucionario llamado Manolo, se van a vivir juntos y finalmente se casan. Como a Minerva se le niega la licencia de abogada, se vuelve muy activa dentro del movimiento revolucionario y comienza a utilizar el nombre en clave de Mariposa. María cambia su nombre por el de Mate y pasa a formar parte del movimiento de resistencia con su hermana mayor. También se casa con otro revolucionario llamado Leandro. El Servicio de Inteligencia Militar (SIM) de Trujillo se vuelve agresivo y detiene a las hermanas y a sus familias.
Como la única que no está detenida, Patria pide a Trujillo el indulto para su hijo y sus hermanas, pero Minerva y Mate se niegan. Las dos hermanas permanecen en la cárcel hasta que se les concede el arresto domiciliario debido a la intervención de Estados Unidos. Un día, cuando se dirigen a visitar a sus maridos en la cárcel, las tres hermanas son asesinadas en su coche. Tras su muerte, se convierten en mártires de la revolución, lo que intensifica la lucha por la libertad.
