La novela es el relato de la vida de Pascual Duarte, escrito por él mismo desde la cárcel. Pascual Duarte dedica su relato a la memoria de don Jesús González de la Riva, conde de Torremejía, a quien asesinó. De sí mismo dice que no es malo, sino que el destino lo obligó a actuar como si lo fuera. Describe su pueblo natal, su casa pobre, con un arroyo al que va seguido a pescar anguilas y cazar conejos con su perra Chispa. En una de esas salidas mata a su perra.
Pascual no tiene buenos recuerdos de su niñez. Sus padres, un portugués inmenso y una mujer sucia y alcohólica, lo golpean. Va a la escuela hasta los 12 años; tiene una hermana menor, Rosario, que a los 14 años les roba dinero y se prostituye. Rosario se enamora de Paco, el Estirao, un joven torero devenido proxeneta. Pascual siente un odio profundo por este hombre.
Cuando Rosario tiene cerca de 15 años nace Mario, su hermano menor, discapacitado mental. Ese mismo día muere Esteban, su padre, de rabia. Mario es un niño al que su madre desprecia y muere a los 10 años, ahogado en una tinaja de aceite. La madre no llora la muerte de su hijo y ese hecho despierta el odio violento de Pascual hacia ella.
Pascual comienza a noviar con Lola, quien queda embarazada. Se casan y se van a Mérida de viaje de novios. Al volver de ese viaje, Pascual pelea a navajazos y hiere a Zacarías, un viejo amigo con el que suele reunirse en el bar. Lola pierde el embarazo porque la yegua la tira al suelo. Lleno de rabia, Pascual mata al animal a cuchilladas. Tras producirse el aborto, pasa un año hasta que Lola queda embarazada nuevamente y luego nace Pascualillo, pero el niño muere a los once meses.
Pascual huye a Madrid, se queda quince días viviendo con un obrero que conoce allí, y luego se va para La Coruña, donde descubre que el dinero no le alcanza para viajar a América, como había planeado. Pero con tal de no volver a su pueblo, realiza todo tipo de trabajos. Se queda un año y medio hasta que empieza a extrañar a su esposa.
Al volver, Lola le confiesa que está embarazada. Pascual le propone abortar, pero ella no quiere. El padre es el Estirao. Pascual le promete que no lo matará, pero la que muere es Lola. Ciego de celos, va a buscar al proxeneta a casa de su hermana, pero no está. Cuando vuelve al pueblo, Pascual, a pesar de su promesa a Lola, lo mata.
Tras ese delito va preso, pero sale libre a los tres años por su buena conducta. Al volver, Rosario le consigue una novia a su hermano: Esperanza, la sobrina de Engracia. A él le parece adecuada, y se casan. A los dos meses, Esperanza le pide mudarse porque no tolera a su suegra. Pascual decide matar a su madre cuando esté dormida. Pero cuando lo va a hacer, ella despierta y empiezan a luchar; Pascual la degüella y escapa.
El libro cierra con una nota del transcriptor, que dice haber revisado el manuscrito y no haber encontrado nada de los últimos años de Pascual Duarte, aunque es posible que volviera a la cárcel de Chinchilla, de la que probablemente saliera antes de empezar la guerra. El transcriptor reproduce dos cartas que testimonian la muerte de Pascual; la del Padre Santiago Lurueña, su confesor en la cárcel de Badajoz; y la del cabo de la guardia civil, Cesáreo Martín. Las misivas dan dos puntos de vista diferentes sobre la muerte de Pascual; una heroica y una cobarde.
