Действие происходит в бедном районе Петербурга летом 1865 года. Главный герой – Родион Раскольников, бывший студент-юрист, живущий в нищете, в крошечной каморке. Он одержим идеей, которая созрела в его уме от отчаяния и философских размышлений. Раскольников делит человечество на «обыкновенных» (материал, сохраняющий мир) и «необыкновенных» (Наполеоны), которым дозволено во имя великой цели переступать через закон и мораль, даже совершить убийство. Чтобы проверить, «тварь ли я дрожащая или право имею», он решает убить и ограбить старуху-процентщицу Алену Ивановну, «вошь», чья жизнь, по его мнению, не стоит ничего.
Однако все идет не по плану. Он убивает не только старуху, но и ее добрую сестру Лизавету, неожиданно вернувшуюся домой. Ужас и паника охватывают его, он едва успевает взять немного ценностей и скрыться. Так начинается его наказание, которое наступает не с приходом полиции, а сразу – в его душе. Его терзают болезнь, бред, паранойя и мучительное отчуждение от всех людей. Он словно сам наносит себе приговор, отрезая себя от мира.
Вокруг Раскольникова разворачиваются другие трагедии. Он встречает Семена Мармеладова, спившегося чиновника, чья семья бедствует. Его дочь Соня вынуждена стать проституткой, чтобы кормить детей. Позже Мармеладов погибает под колесами экипажа, и Раскольников отдает последние деньги на его похороны, сострадая этой «пьяненькой, бессильной твари». С другой стороны, его сестра Дуня готова выйти замуж по расчету за подлого дельца Лужина, чтобы спасти брата от нищеты. Раскольников в ужасе от этой жертвы.
Его подозревает умный и проницательный следователь Порфирий Петрович. Он не имеет прямых улик, но понимает психологию преступника и ведет тонкую игру, ожидая, что тот сам себя выдаст. Раскольникова также преследует фигура Свидригайлова, циничного и развращенного помещика, в чьей душе странным образом смешаны порок и способность на добрые поступки. Свидригайлов догадывается о преступлении Раскольникова и становится его темным двойником, олицетворяя путь полного нравственного падения.
Единственным человеком, к кому тянется Раскольников, становится Соня Мармеладова. Ее глубокое христианское смирение, жертвенность и любовь противопоставлены его гордыне и бунту. Она читает ему евангельскую притчу о воскрешении Лазаря и призывает к покаянию и искуплению через страдание. После мучительной борьбы, поддавшись внутреннему разложению и понимая, что его теория о «праве сильных» несостоятельна (он оказался «тварью дрожащей»), Раскольников признается в убийстве Соне, а затем и на полицейском участке.
Его приговаривают к каторге в Сибири. За ним добровольно едет Соня. На каторге он долгое время остается в гордом одиночестве, не раскаиваясь, считая свою вину лишь в том, что не вынес своего преступления. Перелом наступает после тяжелой болезни и сна-видения о «трихинах», вселяющихся в людей и делающих их безумно самоуверенными, что является аллегорией его собственной идеи. Он находит в себе силы принять любовь Сони, и на столе под подушкой появляется Евангелие, символизирующее начало медленного воскрешения его души. Достоевский оставляет финал открытым, указывая, что путь к обновлению будет долгим, но возможным только через отказ от гордыни, смирение и любовь.