La novela se centra en la vida de Andrés Hurtado, un joven madrileño que ingresa a la carrera de Medicina a finales del siglo XIX, con grandes esperanzas vinculadas con el afán de adquirir conocimiento científico. Andrés es huérfano de madre y vive con sus cuatro hermanos y su padre, con quien no tiene buena relación. El familiar que le sirve de confidente es un tío, el doctor Iturrioz, a quien visita asiduamente y con quien comparte largas charlas.
En la universidad, Andrés entabla amistad con dos colegas: Julio Aracil y Montaner. Con ellos cursa las diferentes materias que, muy pronto, comienzan a desilusionarlo. Andrés pierde entusiasmo por la vida universitaria debido al ambiente grotesco, los profesores que no cumplen con sus expectativas y las prácticas profesionales desagradables. Se decepciona, sobre todo, con uno de sus maestros, al que había idealizado. No abandona la carrera, pero esto lo lleva a interesarse por otro tipo de lecturas, de índole filosófica, como las teorías de los filósofos alemanes Kant y Schopenhauer, que discute con Iturrioz.
Durante estos años, Andrés conoce a Lulú, una muchacha que no llama su atención por su belleza o seducción, sino por su ingenio e inteligencia. Se hacen amigos y, gracias a ella, Andrés conoce a diversos vecinos de la muchacha, cuya situación social lo hace reflexionar sobre la sociedad española y sobre cuestiones filosóficas vinculadas con el sentido de la vida.
Durante su último año de carrera, Luisito, el hermano menor de Andrés, sufre un principio de tuberculosis. Andrés logra mudarlo a Valencia, con el objetivo de que el niño se recupere. Así sucede al principio, pero, finalmente, muere de meningitis tuberculosa mientras él se encuentra en la provincia de Burgos, en su primer empleo como médico sustituto.
El siguiente empleo de Andrés como médico es en un pueblo llamado Alcolea del Campo. Allí se desempeña bien como profesional, pero es hostigado por uno de sus colegas y, además, le parece que la gente allí no quiere progresar. Por ello, decide volver a Madrid, donde se reencuentra con sus antiguos amigos y nota cómo han cambiado. Consigue un empleo como médico de higiene, que detesta desde el primer momento, y vuelve a frecuentar a Lulú, quien ha puesto su propia tienda de confecciones de costura.
Andrés comprende que está enamorado de ella y le declara su amor. Ella lo corresponde y se casan. Por primera vez, Andrés se siente complacido con su vida: comienza a trabajar como traductor desde su casa, su esposa es alegre y tienen muy buena relación. Todo marcha bien. Sin embargo, su pesimismo y angustia regresan cuando ella le pide que tengan un hijo. Él no quiere porque teme consecuencias, dado que ambos son artríticos. Finalmente, Lulú queda embarazada. El parto se complica y el niño nace muerto. Lulú fallece a los tres días. Andrés se suicida al ingerir un frasco de una sustancia médica.
