A primeira parte do arquivo é um diário. Em 4 de janeiro de 1920, o narrador escreve que está no hospício desde 25 de dezembro, levado pela polícia depois de uma noite de delírio pelos subúrbios. Passa pelo pavilhão de observação, onde tiram a roupa dos internados, e é mandado à seção Pinel, a dos indigentes. Pede para ficar na Calmeil, a dos pensionistas, e o médico Juliano Moreira atende ao pedido. O narrador diz que não se acha louco, mas que o álcool e as preocupações com dinheiro o fazem delirar de tempos em tempos. Nos capítulos seguintes descreve os doentes, os guardas e enfermeiros, a biblioteca incompleta e as conversas que não levam a lugar nenhum. O capítulo final reúne anotações sem data.
A segunda parte é o romance. Vicente Mascarenhas lembra as últimas palavras da mulher, Efigênia: “você deve desenvolver aquela história da rapariga, num livro”. Para explicar o que veio depois, conta como a conheceu. Aos dezessete anos entrou numa repartição pública e passou a comer na pensão de dona Clementina Dias, onde Efigênia cuidava do salão. Ele queria estudar por conta própria e não se formar, mas a moça o fazia falar, emprestava-lhe livros e acabou por descobrir que ele escrevia. A pensão fecha quando dona Clementina adoece. Meses depois, Efigênia o chama ao subúrbio e pergunta se ele quer casar com ela. Ele hesita, por orgulho e por causa dos planos que fazia, e termina por dizer que sim.
O casamento dura cinco anos. Nasce um filho, Boaventura, e Vicente passa a frequentar redações e bares. Efigênia percebe que ele deixou de escrever o livro que planejava, anima-o a terminá-lo e o convence a pagar a edição. Ela morre antes de o livro sair. A obra recebe elogios, mas Vicente a vende quase pelo preço de custo para pagar dívidas. A sogra enlouquece, o filho não aprende a ler, e ele volta à bebida. Um dia o sobrinho André, que já trabalhava, pede à polícia que o leve ao hospício. Foi a primeira vez.
O segundo capítulo volta ao hospício. Vicente conta a segunda entrada, no Natal, o pavilhão de observação e um rapaz de uns dezessete anos que lhe pergunta se está ali por causa de algum assassinato e, sem rodeios, diz que ele está. Passa pela seção Pinel, onde conhece o português Misael e vê os internados mudos, cena que o leva a citar o cemitério de vivos de Cantão. Depois é transferido para a seção Calmeil, por ordem do diretor. Na biblioteca conhece Godofredo Cavalcanti, e dos doentes que se apresentam com títulos e diplomas, entre eles José Alves, que se diz descendente de frei Caneca. O texto para quando Alves e outro internado, Azevedo, discutem e Vicente fica sozinho no vão da janela.
