La vuelta de Martín Fierro inicia con la presentación de Martín Fierro, que vuelve a tomar la guitarra para contar lo que le sucedió después de dar fin a su canto en El gaucho Martín Fierro, cuando decidió irse al desierto a vivir con los indios. En los primeros cantos da un relato de lo que allí padeció junto a su amigo Cruz, con quien por dos años no pudo verse debido a que los indios los tenían separados y en vigilancia. Pasado ese tiempo se reencontraron gracias a la ayuda de un cacique y juntos intentaron vivir al margen de los terribles malones de los indios. Después tuvieron que sufrir los estragos de la viruela negra, que causó la muerte de Cruz.
Fierro se hallaba desconsolado por la muerte de su amigo cuando oyó los gritos desgarradores de una mujer. Se trataba de una cautiva a la que los indios le habían matado al hijo despiadadamente. Fierro acudió en su ayuda y luchó contra el indio que la torturaba. Con ayuda de la mujer, que lo socorrió en un momento en el que estaba caído, pudo vencer y matar al indio. Ambos se escaparon de la frontera para evitar las represalias de los indios, y así fue como Fierro retornó a sus pagos.
Hallándose de regreso, Fierro se enteró de que ya nadie del gobierno lo buscaba, por eso pudo preguntar con más libertad por el paradero de sus hijos. Encontró a dos de ellos en una carrera de caballos: son los que ahora se hallan presentes escuchando el canto de Fierro, que les da pie para que cada uno cuente su historia. El hijo mayor de Fierro cuenta cómo terminó en la Penitenciaría y los sufrimientos que allí padeció. El hijo segundo de Fierro cuenta que después de fallecer una tía que le dejó su herencia terminó en manos de un mal habido tutor, el viejo Vizcacha, que lo atormentaba y le daba consejos para sobrevivir con engaño y perspicacia. Después de que el viejo Vizcacha murió, el hijo segundo intentó recuperar su heredad, pero en vano. Ya más crecido se enamoró de una viuda a la que intentó conquistar sin lograrlo con los hechizos que le indicaba un adivino.
Fierro y sus dos hijos celebran el reencuentro cuando entre la gente aparece uno que pide permiso para contar su historia. Dice que se llama Picardía, y en el medio del relato revela que es el hijo del sargento Cruz. Picardía perdió a su madre de niño y cayó bajo el cuidado de unas tías muy religiosas. Harto de las oraciones, se marchó para vivir del dinero que obtenía engañando en los juegos de azar. Un oficial lo tenía entre cejas porque Picardía se burlaba de él y porque intentó conquistar a su querida. En unas elecciones el oficial quiso obligarlo a votar por su candidato, pero Picardía se resistió, motivo por el cual lo capturaron en una leva para servir en la frontera. Allí, Picardía pudo observar, como asistente de un ayudante, la distribución desigual de las raciones de comida. También cuenta que cuando se enteró de que era hijo de Cruz decidió abandonar la vida de pícaro que había llevado hasta entonces.
Cuando termina el relato de Picardía, quien se une a los festejos, aparece otro cantor que desafía a Martín Fierro a una payada. Fierro y el Moreno se baten a este duelo verbal en el que Fierro le pregunta al Moreno cuáles son los cantos del cielo, de la tierra, del mar y de la noche, y también le pide que responda de dónde nace el amor y qué entiende por ley. Después de dar sus respuestas, el Moreno le pregunta a Fierro por qué Dios creó la cantidad, la medida, el peso, el tiempo y su división. Fierro responde con agilidad, y luego le pregunta al Moreno qué labor debe emprender el que depende del tiempo en los meses que traen la letra “r”. El Moreno, que había confesado que no sabía leer y escribir, se declara derrotado, pero luego revela que otra la razón lo trajo hasta allí: la venganza por la muerte de su hermano, el negro al que Martín Fierro asesinó en sus tiempos de gaucho matrero. Fierro le dice que no quiere pelear, pero se prepara para hacerlo. Los presentes impiden que esto ocurra y Fierro, sus hijos y Picardía se alejan para tener una reunión a solas al lado de un arroyo.
En este lugar, Fierro les da a sus hijos y al hijo de Cruz sus consejos para vivir pacíficamente en sociedad. Luego los cuatro se despiden, resolviendo separarse y cambiar de nombre. Una voz desconocida cierra el relato dando sus últimas reflexiones sobre la condición del gaucho y diciendo que ha cantado a su modo para el bien de todos.
