Narrado por la Muerte, La ladrona de libros es la historia de Liesel Meminger, una niña alemana de nueve años cuya madre la da en adopción a Hans y Rosa Hubermann, que viven en la pequeña ciudad de Molching en 1939, poco antes del estallido de la Segunda Guerra Mundial. Camino a Molching, el hermano menor de Liesel, Werner, muere, y ella queda traumada. En el funeral de Werner, Liesel encuentra en la nieve un libro titulado Manual del sepulturero, y si bien no sabe leerlo, se lo guarda en secreto. Una vez en Molching, descubre que Rosa es de carácter fuerte e insulta con frecuencia, pero Hans se gana su confianza con su dulzura y cuidado. Cuando Liesel experimenta dramáticas pesadillas con su hermano muerto cada noche, Hans se sienta a su lado y la consuela. Pronto, Liesel conoce a un chico, Rudy Steiner, y se convierten en mejores amigos. Rudy le pide a Liesel constantemente que la bese, y ella siempre se niega.
Un día, Hans descubre el libro que oculta Liesel, el Manual del sepulturero, y comienza a enseñarle a leer en el sótano. En paralelo, estalla la Segunda Guerra Mundial. En Molching, el Partido Nazi organiza una quema de libros prohibidos para celebrar el cumpleaños de Hitler, y allí Liesel comprende que su padre biológico era perseguido por ser comunista, e imagina que su madre correrá el mismo destino. Comprende también que, al darla en adopción, su madre buscaba salvarle la vida. A modo de rebeldía, Liesel rescata un libro del fuego y se lo guarda, y nota que Ilsa Hermann, la esposa del alcalde, la vio hacerlo.
Rosa Hubermann, para conseguir dinero, trabaja haciendo la lavandería a la gente más pudiente de Molching. Días después de la quema de libros, a pedido de Rosa, Liesel debe entregar la ropa limpia en la casa del alcalde, y allí conoce a Ilsa Hermann, quien le muestra su enorme biblioteca. Liesel queda maravillada por los libros e, invitada por Ilsa, regresa periódicamente para leer.
Entretanto, un joven judío llamado Max Vandenberg se refugia secretamente en un almacén, escapando de la persecución antisemita nazi. Gracias a la ayuda de su amigo Walter Kugler, consigue un documento falso y escapa rumbo a un nuevo refugio: la casa de Hans Hubermann y su familia. La Muerte explica que el padre de Max, Erik, salvó la vida de Hans durante la Primera Guerra Mundial. A cambio, Hans prometió ayudar a su familia si alguna vez lo necesitaba. Max se esconde en el sótano de la casa de los Hubermann, en Molching, donde desarrolla una entrañable amistad con Liesel. A modo de regalo, Max reutiliza las hojas del libro de Hitler Mein Kampf para escribir una nueva historia para Liesel, titulada El vigilante.
La situación económica en Molching es crítica y Rosa pierde muchos clientes de lavandería, entre ellos, Ilsa Hermann. Frustrada, Liesel increpa a Ilsa. Más tarde, regresa junto a Rudy a la casa de Ilsa y, a través de la ventana, comienza a robar libros de su biblioteca. Pronto, Liesel encuentra una nota de Ilsa en uno de los libros y comprende que la mujer la está dejando robarle. Mientras, Max cae enfermo y queda inconsciente, lo cual preocupa mucho a la familia, pero finalmente se recupera. Miembros del Partido Nazi visitan de improviso la casa de los Hubermann, en busca de un espacio que sirva de refugio anti-bombas, y la familia dimensiona por fin el peligro que corren, pero los nazis no llegan a descubrir al judío escondido. En paralelo, la guerra se intensifica y Molching sufre ataques aéreos. Los vecinos deben refugiarse juntos en un sótano, donde Liesel les lee en voz alta para distraerlos del miedo.
Un día, los soldados nazis hacen desfilar por Molching a un contingente de prisioneros judíos rumbo a un campo de concentración. Los habitantes de Molching ven con horror el estado de deshumanización y sufrimiento de los judíos, pero no se atreven a hacer nada, salvo Hans, que, compadecido, le entrega un pedazo de pan a un anciano judío. Hans es azotado por los nazis por ese gesto subversivo, y comprende que con su impulso ha puesto en peligro a su familia y a Max. Max debe irse esa noche, porque no quiere poner en riesgo a los Hubermann.
Enseguida, la Gestapo acude a reclutar a Rudy para una escuela de entrenamiento nazi, en virtud de sus aptitudes físicas, pero Alex Steiner, su padre, se niega a dejarlo ir. En consecuencia, tanto Hans como Alex son reclutados por el ejército. Rosa ve entonces la oportunidad de entregarle a Liesel un cuaderno que hizo Max para cuando la niña fuera más madura. Este cuaderno incluye una historia llamada El árbol de las palabras, que versa sobre el poder revolucionario de las palabras y el valor de la amistad entre Max y Liesel.
Hans es asignado a una unidad del ejército dedicada a limpiar los estragos que dejan los bombardeos y asiste a escenas dramáticas donde ve morir mucha gente. Un día, el camión en el que viaja se accidenta y Hans se rompe una pierna, lo que le permitirá pronto volver a casa. En Molching, se repiten los desfiles de judíos, y Liesel busca ver entre ellos a su amigo Max, del que no ha tenido noticias. Un día lo ve, se le acerca y lo abraza. Ambos son azotados por los soldados nazis. Para desquitarse de su frustración y tristeza por el destino de su padre y de Max, Liesel visita la biblioteca de Ilsa, donde despotrica contra los libros y las palabras, y destruye un libro. Pero luego Ilsa le regala un cuaderno en blanco para que pueda escribir su propia historia. Liesel comienza entonces a escribir en el sótano La ladrona de libros. Una noche, mientras corrige su libro en el sótano, un bombardeo inesperado mata a Hans, Rosa, Rudy y los demás vecinos de la calle Himmel. Liesel es rescatada, llevando en las manos el libro que le salvó la vida. Ve los cuerpos de sus padres y besa el cadáver de Rudy. La Muerte, que ha acudido a llevarse las almas de los muertos, rescata el libro de Liesel, que fue arrojado a un camión de basura, y que le servirá de material para narrar esta novela.
Liesel es acogida por Ilsa Hermann y el alcalde, y más tarde se reúne con Max y con Alex Steiner, el padre de Rudy, que sobrevive a la guerra. Muchos años después, Liesel forma una gran familia en Australia y muere siendo una anciana. La Muerte, al ir por su alma, confiesa que leyó su libro.
