Akcja powieści rozgrywa się początkowo na statku płynącym wzdłuż Tamizy (później zajmuje ją retrospekcja). Przedstawieni zostają bliżej uczestnicy tej podróży. Wśród nich wyróżnia się zwłaszcza stary marynarz – Marlow. Dla uprzyjemnienia swoim towarzyszom czasu oczekiwania na odpływ rozpoczyna on snuć pewną opowieść. Zaznacza, że będzie ona miała związek ze zdobyczami kolonialnymi.
Wspomina, jak niegdyś, będąc małym chłopcem, uwielbiał studiować mapy, pociągało go to, co nieznane. Szczególnie fascynowała go pełna białych plam wokół i przypominająca swym kształtem węża, największa afrykańska rzeka – Kongo. Swoją przyszłość postanowił związać z tymi zainteresowaniami. Posługując się swoimi rozległymi kontaktami – korzystając z pomocy wysoko postawionych przyjaciół, a zwłaszcza ciotki, udaje mu się zrealizować swoje cele. Przydzielona zostaje mu funkcja kapitana na parowcu (jego poprzednika na tym stanowisku zabili tubylcy). Jeszcze przed wyjazdem intrygująca jest dla Marlowa rozmowa z lekarzem, który oświadcza mu, że fascynujące są zmiany w psychice ludzi, przebywających przez dłuższy czas na Czarnym Lądzie.
Wreszcie bohater trafia do wymarzonej, niezbadanej Afryki. Podczas podróży do portu wyjściowego obserwuje różne zjawiska, które dają mu do zrozumienia, jak niesprawiedliwy i zły w samej swej istocie jest kolonializm. Ogląda wygłodzonych, gnębionych chorobami ludzi, pracujących ponad własne siły. Widzi rozkładające się trupy, o które nikt nie dba. W pierwszej ze stacji spółki, do której przybywa, zastanawia go postać księgowego. Jego wykrochmalone, zadbane ubranie wyraźnie kontrastuje z łachmanami Murzynów. Bohater zauważa tu po raz pierwszy dystans, jaki dzieli obie rasy, a jaki niełatwo będzie znieść. Przejmująca jest dla niego zwłaszcza chwila, kiedy staje się świadkiem agonii małego chłopca – w ostatniej chwili jego życia podaje mu suchar, by choć nieco zaspokoić głód dziecka. Dostrzega okrucieństwo niewolniczych praktyk, nieuczciwe interesy prowadzone przez przybyłych z tubylcami. Pozwala to młodemu marynarzowi zrozumieć, jak bardzo biały człowiek wykorzystuje, poniża, upokarza prawowitych mieszkańców Afryki.
Ostatecznie Marlow przybywa do głównej stacji spółki, która go zatrudnia. Rozmawia tu z niepozornym dyrektorem tego oddziału firmy. Razi go jego zwyczajność i prostactwo. Uświadamia sobie, że w Afryce miejsce na stanowiskach kierowniczych zajmują ludzie pozbawieni uczuć, myślący tylko o sobie i dobru firmy, nie zastanawiający się nad losem tubylców. Dowiaduje się, że jego parowiec zatonął i trzeba będzie czekać kilka dni, zanim uda się go wydobyć i zreperować. Przez pewien czas zmuszony jest więc przebywać w stacji swego pracodawcy. Ten pobyt pozwala mu poznać i ocenić panujące tu stosunki. Dostrzega skrajny materializm białych pracowników stacji. Liczy się dla nich jedynie pozyskiwana kość słoniowa. Zauważa też, że wokół handlu tym cennym surowcem powstają tajne układy, porozumienia. Machlojki, przekupstwo, oszustwa są tu na porządku dziennym.
W trakcie podróży Marlowa zaciekawia postać niejakiego Kurtza, o którym ciągle słyszy od spotkanych osób. Wyrażają się one o nim z największym uznaniem. Dowiaduje się, że jest to agent firmy na odległej placówce, który wykazuje się niesamowitą sprawnością działania i wytrzymałością, regularnie dostarczając niebywałe wręcz ilości kości słoniowej. Wreszcie parowiec Marlowa zostaje zreperowany i może on wyruszyć w górę rzeki. Podróż jest wyczerpująca i pełna niebezpieczeństw. W jej trakcie parowiec przeżywa atak tubylców, w trakcie którego kilka osób z jego załogi ponosi śmierć. Wreszcie jednak statek osiąga swój cel w górze rzeki. Tutaj marynarz poznaje osobiście niemal legendarnego Kurtza i spędza pewien okres w jego najbliższym otoczeniu. Poznaje jego dzieje. Dowiaduje się, że jest to człowiek elokwentny i wszechstronnie wykształcony. Zostawił on w Europie kobietę, którą kochał i to ze wzajemnością. Ich szczęściu stanęły na drodze różnice majątkowe (rodzina wybranki późniejszego handlowca kością słoniową nie aprobowała go, sądząc, że posiada zbyt mały majątek).
Także Marlow ulega fascynacji postacią najbardziej cenionego agenta francuskiej spółki, choć ten jest już schorowany i bliski śmierci. Dostrzega jednak także to, że obsesja misji cywilizacyjnej, jaką opętany jest Kurtz, bliska jest już pomieszaniu zmysłów. Widzi także, jak udało się mu zapanować nad okolicznymi Murzynami (zorganizował nawet wierne mu wojsko), którzy oddają mu cześć, traktując go niemal jak boga (mężczyzna w pełni korzysta z przywilejów murzyńskiego wodza, ma też czarnoskórą nałożnicę). Wyniszczony handlowiec wręcza Marlowowi wszystkie swoje cenne dokumenty i mapy, polecając mu nad nimi opiekę. Oznajmia też, że to z jego rozkazu Murzyni zaatakowali wcześniej parowiec – starał się on bowiem maksymalnie opóźnić jego przybycie.
Marynarz postanawia zabrać z dżungli Kurtza. Wprawdzie ten ostatni nie chce tego (ucieka nawet ze statku), ale ostatecznie daje się przekonać i na parowcu wyrusza w drogę powrotną do Europy. W jej trakcie jednak umiera, zaś jego ostatnie słowa, podsumowujące jego działalność kolonialną brzmią: „Potworność, potworność”. Marlow przeinacza je jednak, z uwagi na szacunek wobec zmarłego (a także by nie zniszczyć legendy wokół jego osoby) i po powrocie podaje narzeczonej Kurtza zupełnie odmienną wersję ostatniej wypowiedzi jej ukochanego (kłamie, że wyszeptał on, umierając, jej imię). Marlow wypełnia ostatnią wolę Kurtza, oddaje jego dokumenty.
Wskutek wyprawy w głównym bohaterze (i narratorze zarazem) tej historii zachodzi wielka wewnętrzna przemiana. Podróż w głąb afrykańskiej dżungli pozwoliła mu zrewidować poglądy na kolonializm, misję cywilizacyjną białych w Afryce oraz zderzenie kultur i pierwotną moralność. Uświadomił sobie, że w każdym człowieku kryje się gdzieś głęboko „jądro ciemności” – dzikość, zło, okrucieństwo, skrajny egoizm i brak litości, które zakrywa jedynie cienka otoczka cywilizacyjna. Marlow kończy swą opowieść, zaś zebrani na statku płyną nadal Tamizą w zadumie i milczeniu.