Nos primeiros anos do reinado de D. Pedro II, numa fazenda de Campos dos Goitacases, vive Isaura, escrava de dezessete anos. É filha de Juliana, mulata que o comendador Almeida perseguiu e castigou até a morte, e do feitor português Miguel, expulso da fazenda. A mulher do comendador criou Isaura como filha e lhe deu educação de moça rica, mas morreu de repente, sem deixar escrito o testamento que a libertaria.
O comendador passou a fazenda ao filho, Leôncio, rapaz gastador que casou com Malvina, filha de um negociante rico da corte, por interesse. Leôncio persegue Isaura, e o cunhado dele, Henrique, também tenta seduzi-la. Isaura resiste aos dois. O jardineiro Belchior, corcunda e simplório, se declara a ela, oferecendo as economias para comprar sua alforria. Malvina percebe o interesse do marido pela escrava e exige que ele a liberte.
Miguel chega com os dez contos de réis que o comendador exigira pela liberdade da filha. Leôncio diz que só o pai pode decidir e se põe a escrever-lhe, quando chega uma carta de luto: o comendador morreu. Herdeiro de tudo, Leôncio adia a alforria com desculpas. Malvina rompe com ele e parte com Henrique para o Rio de Janeiro.
Sozinho com Isaura, Leôncio tenta convencê-la com promessas e súplicas e, diante das recusas, a manda trabalhar com as fiandeiras, onde Rosa, antiga amante dele, zomba dela. Depois manda trazer o tronco e as algemas. Miguel aparece nesse momento e foge com a filha numa canoa até Campos, de onde um navio os leva para o Norte.
Dois meses depois, no Recife, Isaura vive com o pai numa chácara do bairro de Santo Antônio, com os nomes de Elvira e Anselmo. Álvaro, jovem rico, órfão e abolicionista, apaixona-se por ela e a leva a um baile. Ali o estudante Martinho, atrás da gratificação de cinco contos, lê em voz alta o anúncio da fuga; Isaura confessa diante de todos que é escrava. Álvaro se declara fiador dela, e Martinho não consegue levá-la. Depois Álvaro escreve a Leôncio oferecendo dinheiro pela liberdade de Isaura.
Leôncio responde vindo pessoalmente ao Recife com uma carta do ministro da justiça para o chefe de polícia. Recusa qualquer preço, e Isaura se entrega para impedir que Álvaro brigue com ele. Pai e filha são levados presos para Campos.
Na fazenda, Isaura passa dois meses acorrentada num quarto escuro. Leôncio, arruinado e precisando do dinheiro do sogro, reconcilia-se com Malvina mentindo sobre a escrava. Propõe então dar a Isaura a carta de liberdade se ela casar com Belchior; em segredo, pretende mantê-la por perto. Para livrar-se da prisão, Isaura aceita.
Enquanto isso, Álvaro descobre no comércio que Leôncio está falido e compra dos credores, pela metade do valor, todos os títulos da dívida dele. No dia do casamento, chega à fazenda com um escrivão e oficiais de justiça e anuncia a execução dos bens: a fazenda e os escravos agora estão nas mãos dele. Diz a Isaura que ela é a senhora e oferece-lhe casamento; Isaura pede perdão para os antigos donos. Leôncio corre para uma alcova e se mata com um tiro.
