Akcja powieści rozgrywa się początkowo na statku płynącym wzdłuż Tamizy, jednak główna część historii jest przedstawiona w formie retrospekcji. Uczestnikami podróży są różne postacie, z których wyróżnia się stary marynarz – Marlow. Aby uprzyjemnić towarzyszom czas oczekiwania na odpływ, Marlow zaczyna snuć opowieść związaną ze zdobyczami kolonialnymi.
Marlow wspomina, jak jako mały chłopiec uwielbiał studiować mapy i fascynowało go to, co nieznane. Szczególnie przyciągała go rzeka Kongo, największa afrykańska rzeka, otoczona wieloma białymi plamami na mapie, przypominającymi kształtem węża. Postanowił związać swoją przyszłość z tymi zainteresowaniami. Dzięki swoim rozległym kontaktom, w tym pomocy wysoko postawionych przyjaciół i ciotki, Marlowowi udało się zostać kapitanem parowca. Jego poprzednik na tym stanowisku został zamordowany przez tubylców. Przed wyjazdem Marlow rozmawia z lekarzem, który informuje go o fascynujących zmianach w psychice ludzi przebywających dłuższy czas na Czarnym Lądzie.
W końcu Marlow trafia do wymarzonej, niezbadanej Afryki. Podczas podróży do portu wyjściowego obserwuje różne zjawiska, które ukazują mu, jak niesprawiedliwy i zły jest kolonializm. Widzi wygłodniałych, gnębionych chorobami ludzi pracujących ponad swoje siły, oraz rozkładające się trupy, o które nikt się nie martwi. W pierwszej stacji spółki, do której przybywa, spotyka księgowego. Jego eleganckie, zadbane ubranie kontrastuje z łachmanami Murzynów. Marlow po raz pierwszy dostrzega ogromny dystans między obiema rasami i zdaje sobie sprawę, jak trudne będzie jego dalsze zmaganie się z tym podziałem. Szczególnie przejmująca jest dla niego chwila, gdy świadczy agonię małego chłopca – w ostatniej chwili życia chłopiec podaje mu suchar, aby choć trochę zaspokoić głód. Marlow widzi okrucieństwo niewolniczych praktyk oraz nieuczciwe interesy prowadzone przez Białych, co pozwala mu zrozumieć, jak bardzo Biali wykorzystują, poniżają i upokarzają prawowitych mieszkańców Afryki.
Ostatecznie Marlow dociera do głównej stacji spółki, gdzie rozmawia z dyrektorem oddziału. Zwyczajność i prostactwo dyrektora ranią go, uświadamiając, że na stanowiskach kierowniczych w Afryce dominują ludzie pozbawieni uczuć, myślący jedynie o sobie i dobru firmy, nie zważający na los tubylców. Dowiaduje się, że jego parowiec zatonął i będzie musiał czekać kilka dni na jego wydobycie i naprawę, co zmusza go do pozostania w stacji pracodawcy. Podczas tego pobytu Marlow obserwuje skrajny materializm Białych pracowników, którzy dbają tylko o pozyskiwaną kość słoniową. Zauważa także, że wokół handlu tym cennym surowcem krążą tajne układy, porozumienia, machlojki, przekupstwa i oszustwa.
Podczas podróży Marlow zaczyna interesować się postacią Kurtza, o którym ciągle słyszy od spotkanych osób. Kurtz jest agentem firmy na odległej placówce, znanym z niesamowitej sprawności działania i wytrzymałości, regularnie dostarczając ogromne ilości kości słoniowej. Gdy parowiec Marlowa zostaje naprawiony, może on wyruszyć w górę rzeki. Podróż jest wyczerpująca i pełna niebezpieczeństw – statek przeżywa atak tubylców, w wyniku którego kilka osób z załogi ginie. Ostatecznie osiągają cel w górze rzeki, gdzie Marlow poznaje niemal legendarny Kurtza i spędza pewien czas w jego najbliższym otoczeniu. Dowiaduje się, że Kurtz jest elokwentny, wszechstronnie wykształcony, ale także że porzucił w Europie ukochaną kobietę z powodu różnic majątkowych.
Marlow ulega fascynacji Kurtzem, mimo że ten jest już schorowany i bliski śmierci. Obsesja Kurtza na misję cywilizacyjną przeradza się w szaleństwo – widzi, jak zapanował nad okolicznymi Murzynami, którzy oddają mu cześć i traktują go niemal jak boga. Kurtz korzysta z przywilejów wodza, ma czarnoskórą nałożnicę i zorganizowane wierne mu wojsko. Wręcza Marlowowi swoje cenne dokumenty i mapy, informując, że to z jego rozkazu Murzyni zaatakowali parowiec – starał się maksymalnie opóźnić jego przybycie.
Marlow postanawia zabrać Kurtza z dżungli. Choć Kurtz początkowo sprzeciwia się temu, ostatecznie zgadza się i wyrusza z Marlowm w drogę powrotną do Europy. Jednak w trakcie podróży Kurtz umiera, wypowiadając swoje ostatnie słowa: „Potworność, potworność”. Marlow, z szacunku dla Kurtza oraz by nie zniszczyć jego legendy, przeinacza te słowa, mówiąc narzeczonej Kurtza, że wyszeptał on jej imię, zamiast prawdziwego wyznania. Marlow wypełnia ostatnią wolę Kurtza, oddając jego dokumenty.
W wyniku wyprawy Marlow przechodzi wielką wewnętrzną przemianę. Podróż w głąb afrykańskiej dżungli pozwala mu zrewidować swoje poglądy na kolonializm, misję cywilizacyjną Białych w Afryce oraz zderzenie kultur i pierwotną moralność. Uświadamia sobie, że w każdym człowieku kryje się głęboko „jądro ciemności” – dzikość, zło, okrucieństwo, skrajny egoizm i brak litości, które są jedynie zakrywane przez cienką otoczkę cywilizacyjną. Marlow kończy swoją opowieść, a zebrani na statku płyną dalej Tamizą w zadumie i milczeniu.
