En 1799, mientras su barco se encuentra atracado en la isla de Santa María, cerca de Chile, el capitán estadounidense Amasa Delano, patrón del Bachelor's Delight, divisa una extraña embarcación y decide investigar. Al acercarse, se da cuenta de que se encuentra en muy mal estado, que el mascarón de proa ha sido tapado con una lona como para repararlo y que la tripulación ha sido diezmada. No así la población negra, que, para sorpresa de Delano, es mucho mayor que la tripulación sobreviviente.
Delano es bienvenido a bordo del Santo Domingo y se encuentra con un gran desorden. Blancos y negros intentan hablarle desesperadamente, y otros deambulan sin rumbo en la embarcación. Hay tan solo mínimos indicios de organización social. Perturbado por el aspecto de las cosas, busca al capitán del Santo Domingo para recibir explicaciones. Encuentra, así, al pálido y distraído Benito Cereno.
Comienzan a hablar sobre los acontecimientos que condujeron a la evidente desgracia del barco. Cereno le habla de una cruel combinación de violentas tormentas seguidas de calmas llenas de enfermedades, que se llevaron a gran parte de su tripulación en el transcurso de unos nueve meses. Dice que los negros que ve Delano son esclavos, propiedad de su difunto amigo Don Alejandro Aranda, que falleció en el transcurso de las desgracias del Santo Domingo. Todo el tiempo, Cereno es atendido muy de cerca por un esclavo extremadamente oficioso llamado Babo.
Mientras Cereno le cuenta a Delano su miserable historia, este se percata de varios sucesos inquietantes a bordo del barco. Es testigo de cómo los negros se toman grandes libertades con los blancos. Por varias actitudes extrañas, tanto de Benito Cereno como de Babo, Delano empieza a sospechar que Cereno no es un capitán español, sino un impostor. Sin embargo, una vez más prevalece su carácter alegre y esperanzado y niega estas maquinaciones.
Delano ve que su ballenera regresa con las provisiones que pidió para asistir a los hombres del Santo Domingo. Mientras tanto, sus sentimientos hacia Benito Cereno siguen oscilando. La historia que le han contado no encaja del todo; incluso teniendo en cuenta las calmas y tormentas sin precedentes que dice haber sufrido, es imposible que el barco de Cereno siga tan cerca de su puerto de partida casi un año después de zarpar.
Tras repartir las provisiones entre blancos y negros por igual, Delano acompaña a Cereno y a Babo al camarote del capitán para cenar. Intenta conseguir una audiencia privada con Cereno. Sin embargo, Cereno se niega rotundamente a separarse de Babo, siquiera por un momento. Frustrado una vez más, el estadounidense da una vuelta por cubierta, durante la cual percibe el viento: decide entonces aprovechar y pilotar el Santo Domingo hasta el Bachelor's Delight. Cuando se acercan al puerto, Delano invita a Cereno a subir a bordo. Este la rechaza, y ofende profundamente a Delano.
Sin embargo, Cereno sale para despedirse. Delano, deseoso de perdonar la ofensa, acepta la mano de Cereno mientras cruza la pasarela entre ambas embarcaciones. Sin embargo, en lugar de soltarla, Cereno la sujeta con todas sus fuerzas y retiene al colega. Cuando Delano finalmente le suelta la mano, Cereno salta desde el Santo Domingo al bote. Babo salta tras él con una daga en la mano. Delano se da cuenta por fin de la verdad: se ha producido un motín a bordo y los negros están al mando del barco. El Santo Domingo huye del lugar de la revelación y una ballenera del Bachelor's Delight lo persigue. Tras una lucha, los marineros consiguen hacerse con el control del barco y volver a esclavizar a los africanos rebeldes, incluido Babo.
Semanas más tarde, Cereno testifica sobre la verdad de los hechos acaecidos a bordo del Santo Domingo. Cuenta la historia del motín de los esclavos, así como también la muerte de su amigo, Alejandro Aranda, dueño de los esclavos, cuyo esqueleto fue montado como mascarón de proa en el barco. Babo es muerto y cremado, a excepción de su cabeza, que es colocada en una pica en una plaza pública. Benito Cereno se retira a un monasterio tras la investigación, y muere tres meses después.
