Сюжет произведения, на первый взгляд напоминает детектив. Главный герой, Родион Раскольников, отнес свою последнюю ценную вещь старухи процентщице Алене Ивановне, которую собирался убить, случайно познакомился в трактире с бывшим чиновником, пьяницей Семеном Мармеладовым. Тот рассказал, как нищета, чахотка и пьянство толкнули его жену на ужасный поступок, Катерину Ивановну, — заставить Соню, его дочку от первого брака, зарабатывать деньги на панели, приобретя «желтый билет».
Потом Родион получил от матери, Пульхерии Александровны, письмо с описанием мытарств его родной сестры Дуни в доме одного развратного помещика Аркадия Свидригайлова. Мать и сестра собирались приехать в Петербург, где их ждал жених Дуни, Петр Лужин. Дуня не любит этого прагматичного и циничного дельца, но надеется, что богатый мужчина сможет заплатить за обучение ее брата Родиона. Лужин тоже ее не любит, но исповедует теорию о «жен, взятых из нищеты облагодетельствованными мужьями». Раздумывая про Соню и Дуню, которые жертвуют собой ради родных, Родион решил осуществить свое намерение: убить процентщицу, «злую никчемную вошь», деньги которой должны помочь хорошим людям в хороших делах. Он видит кошмарный сон: пьяный Коля до смерти забивает клячу. Проснувшись, Родион удивляется, что он мог даже помыслить об убийстве. Однако впоследствии он все-таки убил не только «гадкую старуху», но и ее беззащитную беременную сестру Лизавету, неожиданно вошедшую в открытую квартиру. Чудом, сбежав с места преступления незамеченным, в полубессознательном состоянии он спрятал украденное в первом случайном месте, даже не постаравшись оценить его стоимость. А потом почувствовал ужасное безграничное одиночество. Его бывший университетский товарищ Разумихин заботится о нем, но Родиона это лишь раздражает. К нему приходит самовлюбленный Петр Лужин, маскируя свою «гобсековскую» сущность под маской интеллигентного человека с «модными» взглядами, но проницательный Раскольников мгновенно «раскусил» этого типа, и они поссорились.
Измученный совестью, Родион решил признаться в убийстве, но увидел на улице раздавленного каретой Мармеладова. Потратив на умирающего последние свои сбережения и познакомившись с Соней Мармеладовой и Катериной Ивановной, он некоторое время считал, что нужен людям. Однако когда к нему пришли мать и Дуня, Родион вновь ощутил себя «мертвым» для их любви и грубо прогнал из своей «конуры». Оскорбленный Лужин ставит невесте ультиматум: или он, или Родион. Люди вроде Лужина, встретив какую-то преграду, мгновенно теряют фальшивый внешний «глянец», становясь сами собой — странными и жестокими деспотами, готовыми на любую подлость.
Тем временем Родион, не выдержав психологического напряжения, напросился на встречу к следователю Порфирию Петровичу. Тот прочитал статью Раскольникова «О преступлении» и попросил самого автора растолковать изложенную «теорию». Умный и проницательный Порфирий Петрович распознает в гордом Родионе «идеологического» убийцу, но не имеет прямых доказательств и отпускает его, надеясь, что вскоре тот сам признается в убийстве.
Родиона также посетил Свидригайлов (он якобы замучил слугу, отравил жену, надругался над девочкой-подростком) и заметил, что он и Раскольников «одного поля ягоды». Неожиданно для всех впоследствии Свидригайлов застрелился.
В самых дешевых неприличных номерах, куда Лужин из экономии и «для воспитания» поселил Дуню с матерью, произошел окончательный разрыв Раскольниковых с этим «мерзким, преступным человеком», поскольку Родион разоблачил его сущность. Поэтому Лужин начал искать способ отомстить: «…мало, кто нес когда-нибудь в своем сердце столько злобной ненависти к кому-либо, сколько этот господин до Раскольникова»
Родион пришел к Соне, ища у нее совета и утешения от смертельного одиночества. Ведь она тоже совершила «преступление» (нарушила библейскую заповедь «не прелюбодействуй»). Однако Соня не одинока: она пожертвовала собой ради других (голодных сводных братьев и сестер, пьяницу-отца, сухой мачехи), а не принесла в жертву других ради своих целей, как Родион. Соня прочла Родиону евангельские строки о воскрешении Лазаря.
Одновременно мучимый желанием разоблачения и страхом, Родион снова пришел к Порфирию, якобы заботясь о своем залоге, оставленный у Алены Ивановны, их будто абстрактная беседа о психологии преступников доводит его до нервного срыва, и Раскольников в напряжении почти выдал себя следователю.
На поминках Семена Мармеладова Лужин публично обвинил Соню в краже, но Лебезятников засвидетельствовал, что Петр сам незаметно положил деньги в ее карман. Лебезятников подумал, что богатой Лужин сделал так из скромности: с одной стороны, чтобы помочь семье покойного, а с другой — чтобы избежать ее благодарности. Поэтому «деловой» негодяй был в очередной раз постыжен, но держался нагло и с вызовом. Мотивы поступка Лужина объяснил удивленным присутствующим Родион: унизив его и Соню в присутствии Пульхерии Александровны и Дуни, то он надеялся вернуть расположение своей невесты и отомстить за позор.
Родион рассказал Соне о своем преступлении и, что это он убил Алену Ивановну, и она посоветовала ему добровольно пойти с повинной и искупить грех каторгой. Однако Раскольников не раскаивается в убийстве, а в том, что чувствует угрызения совести а, следовательно, по его мнению, он сам оказался «дрожащим существом», а не тем, «кто право имеет». К нему пришел следователь Порфирий Петрович, который предложил Раскольникову добровольно заявить об убийстве процентщицы. Родион под влиянием Сони признался в совершении преступления.
Уже отбывая каторгу в Сибири, Раскольников узнал, что его мать с горя умерла, а Дуня все-таки вышла замуж Разумихина. Недалеко от Родиона поселилась Соня и навещала его, терпеливо снося равнодушие и мрачность. Кошмар отчуждения длился: простые каторжане ненавидят его как «безбожника» за атеизм, который он не скрывал (Достоевский прошел через подобные испытания на ссылке). Зато отношение до Сони было нежное и искрение. Родион видит сон, что напоминает апокалипсис; таинственные «трихины», вселяющиеся в людей, порождая фанатичную убежденность в собственных убеждениях и нетерпимость к «истинам» других. Наконец Раскольников понял, что его гордость ума ведет только к гибели, а мягкость сердца — к жизненной полноте, в нем проснулась «безмерная любовь» до Сони.