El corazón de las tinieblas comienza con un grupo de hombres a bordo de un barco inglés que se encuentra en el río Támesis. El grupo está compuesto por un abogado, un contador, un director y capitán de la compañía, y un hombre sin una profesión específica que se llama Marlow. Además está el narrador, que parece ser otro invitado sin nombre en el barco.
Mientras pasan el tiempo esperando que el viento se levante para poder reanudar su viaje, Marlow comienza a hablar de Londres y dice que ese lugar ¨también ha sido uno de los lugares tenebrosos de la tierra¨ (p.78). Ni el narrador ni las otras personas que se encuentran en el barco parecen respetarlo demasiado, porque no logran identificar qué clase de persona es Marlow. Si bien está claro que es un marino, también es un vagabundo, y este rasgo, al menos para el narrador, no es propio de los de su clase, ya que los marinos son sedentarios y ¨tienen inclinación a quedarse en sus casas, y su casa, el barco, siempre está con ellos¨ (p.78). En este sentido, Marlow no parece tener un hogar o barco fijos.
Marlow continúa hablando y aborda el tema de la colonización. Dice que para colonizar "no hace falta más que fuerza bruta, nada de lo que uno pueda enorgullecerse, pues esa fuerza no es más que un accidente, resulta tan solo de la debilidad de los otros" (p.81). Luego de esta reflexión crítica sobre los colonos, Marlow comienza a narrar una experiencia personal en África; aquella que lo llevó a convertirse en un marinero de agua dulce y le dejó muy malas sensaciones con respecto a la colonización. Salvo por dos o tres pequeños párrafos, Marlow se convierte en el narrador principal del resto de la novela.
Marlow cuenta que siempre ha tenido pasión por los viajes, la exploración y los mapas. Por este motivo, busca un puesto de capitán en un barco de vapor que viaje río arriba en África. Casualmente, su tía tiene un contacto en una compañía de navegación y exploración que recolecta marfil. Cuando se entera de que su sobrino está buscando un puesto, consigue una cita para él. Marlow reemplazará a un capitán que fue asesinado en una pelea con un grupo de nativos africanos. Cuando Marlow llega a la oficina de la compañía, el ambiente es extremadamente sombrío. Siente que todos lo miran con compasión. El médico que le realiza el examen físico le pregunta si hay antecedentes de locura en su familia. Esto desconcierta un poco a Marlow, pero termina por no darle demasiada importancia. Al día siguiente, se embarca en un viaje de un mes hacia la sede principal de la compañía. Las costas africanas que observa durante el viaje no parecen muy acogedoras. Son oscuras y bastante desoladas, a pesar de que hay bastante actividad en ellas.
Cuando llega a la sede principal, Marlow comienza a tener sus primeras impresiones respecto del lugar. Primero recibe la noticia de que un miembro de la compañía se suicidó recientemente. Luego, un grupo de negros encadenados pasa cerca de él y lo miran con expresiones vacías. Más tarde, un niño se acerca a Marlow; está desolado. Marlow le ofrece algunas galletas y siente alivio cuando lo deja atrás. Continúa su camino hacia la sede de la compañía. Al acercarse a los edificios, Marlow se encuentra con un hombre tan elegante y bien vestido que parece ¨un espejismo¨. El hombre se presenta como el jefe de contabilidad de la compañía. Marlow se hace amigo de este hombre y con frecuencia pasa tiempo en su cabaña mientras aquel revisa las cuentas. Luego de diez días de estar ahí y observar el mal genio del jefe de contabilidad, Marlow parte hacia el interior del Congo, donde trabajará en un puesto dirigido por un hombre llamado Kurtz.
Es un viaje arduo de 200 millas. Marlow cruza muchos caminos, ve viviendas desiertas y encuentra hombres negros trabajando. Él nunca describe a los nativos africanos como humanos. A lo largo de la novela, los diferentes personajes blancos se refieren a ellos como si fueran animales. Marlow finalmente llega a un puesto secundario, donde se encuentra con el director. Por el momento, él será el encargado de supervisar su trabajo. La reunión es extraña, sobre todo porque el director sonríe de una manera muy desconcertante. Marlow se entera de que el barco en el que se supone que tiene que zarpar hacia el puesto de Kurtz está averiado. Mientras esperan la entrega de los remaches necesarios para arreglarlo, Marlow pasa su tiempo haciendo cosas poco significativas. Mientras se encuentra allí, varias veces escucha el nombre "Kurtz". Está claro que todos conocen a su futuro jefe; incluso hay rumores de que está enfermo. En poco tiempo, toda la tripulación partirá hacia el puesto de Kurtz.
Durante tres semanas van llegando expedicionarios que se asientan en el lugar. Todos están bajo el mando del tío del director. Se hacen llamar a sí mismos "Expedición para la Explotación de El Dorado" y son, en palabras de Marlow, "un castigo" y "una plaga" (p.136), ya que su único deseo es "arrancar los tesoros de las entrañas de la tierra" (p.137). Una tarde, Marlow está acostado en la cubierta de su barco y escucha una conversación entre el director y su tío mientras caminan por la costa. Dicen que les gustaría ver a Kurtz y a su asistente ahorcados, para que su puesto desaparezca y haya menos competencia por el marfil.
Finalmente, Marlow y el resto de la tripulación, compuesta por el director, un grupo de peregrinos y un equipo de caníbales, emprenden el viaje río arriba hacia el puesto de Kurtz. A unas ocho millas de su destino, se detienen para pasar la noche. Entre la tripulación comienza a circular el rumor de que puede haber un ataque por parte de los nativos de esa zona en cualquier momento. Incluso se dice que no sería extraño que Kurtz haya sido asesinado en un ataque anterior. Para asegurarse de que todo está bien, algunos de los peregrinos van a investigar. De pronto comienzan a escucharse zumbidos por todas partes. Son flechas. La sospecha se confirma: están bajo ataque. Los peregrinos disparan sus rifles desde el barco. El timonel de la nave es asesinado, al igual que un nativo, en tierra firme. El ataque concluye de una manera misteriosa: luego de que Marlow toma el timón y hace sonar el silbato del barco, se escucha un "largo y tembloroso lamento" (p.174) proveniente de la espesura de la jungla. Esto provoca que cesen las flechas y deja un profundo silencio en la noche.
Marlow cree que Kurtz ha muerto en el ataque y esto le molesta mucho. A lo largo del viaje, ha desarrollado un interés muy grande por este hombre. Más allá de la posibilidad de que Kurtz esté muerto, Marlow continúa el viaje. Justo en el momento en que el director está hablando de la necesidad de alejarse río abajo antes de que anochezca, divisan el puesto de Kurtz. En la orilla hay un hombre blanco que los invita a desembarcar. El hombre se presenta como "ruso" y les dice que Kurtz está vivo, aunque bastante enfermo. El director, escoltado por los peregrinos, "armados hasta los dientes", van a buscar a Kurtz, y Marlow se queda charlando con el ruso en el barco. Mientras fuman del tabaco inglés de Marlow, el ruso le explica que los nativos no quieren que Kurtz se vaya porque él ha expandido sus mentes. Por su parte, Kurtz no quiere irse porque, básicamente, se ha convertido en parte de la tribu. Después de esta conversación con el ruso, Marlow tiene una imagen mucho más clara del hombre que, ya en este punto, se ha convertido en una obsesión.
Finalmente, Marlow tiene la oportunidad de hablar con Kurtz, que está enfermo y en su lecho de muerte. Luego de esta conversación, Marlow se queda montando guardia fuera de la caseta de Kurtz. Se queda dormido y despierta cerca de la medianoche, solo para comprobar que el señor Kurtz se ha escapado. Marlow se lanza tras él y lo encuentra en la espesura de la jungla. Kurtz dice que no quiere abandonar el puesto porque aún no ha llevado a cabo la totalidad de sus planes. Marlow logra llevarlo de regreso a su cama. Luego habla con el ruso y le sugiere que escape antes de que el director tome la decisión de encarcelarlo. El ruso le hace caso y escapa. Al día siguiente, el barco parte de regreso con Kurtz. Ya al borde de la muerte, el señor Kurtz le confía a Marlow todos sus viejos archivos y papeles; entre estos hay una fotografía de su prometida. Kurtz acaba muriendo a bordo del barco de vapor unos días después.
Marlow regresa a Inglaterra, pero el recuerdo de Kurtz lo persigue. Se las arregla para encontrar a la mujer de la foto y la visita. Ella habla extensamente sobre las maravillosas cualidades personales de Kurtz, y sobre lo culpable que se siente por no haber estado con él en el final. Marlow miente y dice que la última palabra que pronunció Kurtz fue el nombre de ella. La verdad es demasiado triste como para contársela.
