В основу сюжета романа положен рассказ о действительно имевшем место в 1642 г. заговоре любимца короля Людовика XIII, маркиза Сен-Мара против всесильного кардинала Ришелье.

1639 г. Юный Анри д’Эффиа, маркиз де Сен-Мар, отправляется служить королю — едет на осаду захваченного испанскими войсками Перпиньяна. Под покровом ночи он прощается с Марией Гонзаго, герцогиней Мантуанской, живущей в замке под опекой его матери. Молодые люди любят друг друга, но Мария «родилась дочерью монарха», и, чтобы получить её руку, Сен-Мар должен возвыситься. С этой мыслью молодой человек и отправляется в путь.

По дороге он заезжает в Луден повидаться со своим наставником, аббатом Кийе. Там он становится свидетелем казни священника Урбена Грандье, обвинённого в колдовстве. Однако истинная причина осуждения несчастного — написанный им памфлет против Ришелье. Судья Лобардемон, желая доказать всем, что приговорённый одержим дьяволом, по дороге на костёр подносит к губам Грандье раскалённое железное распятие, и тот невольно отталкивает его. Возмущённый подобной низостью, Сен-Мар хватает полой плаща распятие и наносит судье удар по лбу.

Сен-Мар понимает, что в лице судьи Лобардемона он приобрёл смертельного врага. Ночью юношу, «отличающегося болезненной чувствительностью и постоянным волнением сердца», преследуют тревожные сны: Урбен Грандье под пыткой, плачущая мать, Мария Гонзаго, ведущая его за собой к трону, куда он никак не может подняться, нежная рука, оказывающаяся рукой палача...

Сен-Мар приезжает под стены Перпиньяна и разбивает свою палатку там, где уже расположились молодые дворяне, которым надлежит быть представленными королю. Объезжая позиции, он встречается с парламентским советником де Ту, своим другом детства. «Они обнялись, и глаза их увлажнились сладостными слезами». Сен-Мар и де Ту участвуют в штурме испанского бастиона, проявляя при этом чудеса храбрости.

Сен-Мару выпадает честь предстать перед королём. Увидев «юное бледное лицо, большие чёрные глаза и длинные каштановые кудри», король поражён его благородным обликом. Кардинал подсказывает Людовику, что молодой человек — сын доблестного маршала д’Эффиа. Восхищённый отвагой Сен-Мара, король назначает его капитаном своей гвардии и высказывает желание поближе познакомиться с ним. Де Ту также удостаивается королевской похвалы.

Проезжая по лагерю, Сен-Мар спасает от расправы двух испанских пленных. Отправив их к своей палатке, сам он, превозмогая боль в раненой ноге, едет к королю. Все мысли Анри сосредоточены на том, как «понравиться» его величеству, ибо ему нужно «либо возвыситься, либо умереть». Де Ту упрекает его в тщеславии. Сен-Мар уверяет друга, что его «намерения чисты, как небеса».

Король радостно встречает юношу: его появление избавляет Людовика от тягостной беседы с кардиналом. Глядя на Сен-Мара, Ришелье чувствует, что этот молодой человек может причинить ему много неприятностей. Увидев, что Сен-Мар ранен, король приказывает позвать своего лекаря и заявляет, что, если рана не опасна, юноша будет сопровождать его в Париж.

Ришелье уверен, что Сен-Мар станет фаворитом, и посылает своего клеврета, отца Жозефа, следить за ним. «Пусть он либо служит мне, либо падёт», — заявляет кардинал.

Сидя у изголовья Сен-Мара, де Ту рассуждает о том, сколько пользы отечеству может принести честный придворный, бесстрашно говорящий монарху слова правды. Желая приоткрыть завесу будущего, молодые люди, следуя старинному поверью, разворачивают шпагой молитвенник, чтобы на раскрывшихся страницах прочесть свою судьбу. Натянуто улыбаясь, Сен-Мар зачитывает рассказ о казни двух святых друзей-мучеников, Гервасия и Протасия. В эту минуту в палатку входит отец Жозеф. Согласно тому же поверью, первый, кто войдёт в комнату после чтения, окажет большое влияние на судьбу читающих.

Отец Жозеф присутствует при разговоре Сен-Мара со спасёнными им пленными. Один из них оказывается сыном судьи Лобардемона; из-за жестокости отца он был вынужден покинуть родной дом. Сен-Мар даёт молодому Лобардемону возможность бежать, однако тайна его становится известной отцу Жозефу.

Проходит два года. Сен-Мар — обер-шталмейстер, признанный фаворит Людовика XIII. Кардинал тяжело болен, но продолжает управлять страной. Прибывшая ко двору Мария Мантуанская находится под покровительством королевы Анны Австрийской, желающей выдать её замуж за польского короля. Но Мария по-прежнему любит Сен-Мара, и аббат Кийе тайно обручает их. Теперь юноша должен стать коннетаблем, чтобы открыто просить её руки.

Но, несмотря на дружбу короля, Сен-Мару никак не удаётся возвыситься, и вину за это он возлагает на Ришелье. Многие дворяне ненавидят всесильного министра; из этого недовольства рождается заговор с целью устранения кардинала от власти. В него оказываются вовлечёнными брат короля Гастон Орлеанский и Анна Австрийская. Главой заговорщиков становится всеобщий любимец Сен-Мар.

Ради свержения Ришелье мятежные дворяне согласны вступить в сговор с Испанией и ввести в страну вражеские войска. Ознакомившись с планами заговорщиков, королева отказывается их поддерживать, но обещает сохранить в тайне все, что ей известно.

Случайно узнав о замыслах Сен-Мара, де Ту упрекает друга в предательстве интересов отчизны. В ответ Сен-Мар рассказывает ему о своей любви к Марии — ведь именно ради неё он стал придворным, ради неё хочет быть «добрым гением» Людовика и уничтожить тирана-кардинала. Иначе ему остаётся только умереть. Де Ту в отчаянии: он видел Марию при дворе, и она показалась ему легкомысленной кокеткой. Однако ради друга он готов на все, даже на участие в заговоре.

Знатные заговорщики собираются в салоне куртизанки Марион Делорм и приносят Сен-Мару клятву верности. «Король и мир» — таков их клич. Подписав договор с испанцами, Сен-Мар с молодым Лобардемоном отсылает его в Испанию. Узнав, сколь далеко зашли заговорщики, Гастон Орлеанский также отказывается участвовать в столь сомнительном предприятии.

Под покровом тьмы Сен-Мар и Мария встречаются в церкви святого Евстафия. Сен-Мар рассказывает возлюбленной о заговоре и просит её расторгнуть их помолвку. Девушка потрясена: она — невеста бунтовщика! Но она не намерена изменять своей клятве и покидать Сен-Мара. Внезапно раздаётся голос аббата Кийе: он зовёт на помощь. Оказывается, его связали и заткнули рот, а на его место, в исповедальню, рядом с которой происходил разговор влюблённых, проскользнул преданный слуга кардинала отец Жозеф. Аббату удаётся освободиться, но уже поздно: отец Жозеф все слышал.

Судья Лобардемон получает приказ раздобыть договор. В Пиренеях он настигает посланца Сен-Мара и узнает в нем своего сына. Однако судья исполнен ненависти, а не прощения. Завладев нужной ему бумагой, он предательски убивает собственного сына.

Сен-Мар и верный де Ту приезжают в лагерь заговорщиков под Перпиньяном. Здесь Сен-Мара находит письмо королевы, которая просит его освободить герцогиню Мантуанскую от клятв, дабы та смогла выйти замуж за польского короля. В отчаянии Сен-Мар отвечает, что разлучить его с Марией может только смерть, и отправляет гонца с письмом обратно. Чувствуя, что заговор провалился, Сен-Мар распускает заговорщиков.

Получив доказательство измены Сен-Мара, Ришелье требует от короля приказа на арест его любимца, угрожая, в случае отказа, уйти в отставку. Понимая, что сам он не в состоянии управлять страной, Людовик подчиняется. Неожиданно появляется Сен-Мар. «Я сдаюсь, потому что хочу умереть, — заявляет он изумлённому королю, — но я не побеждён». Также поступает и самоотверженный де Ту.

Сен-Мара и де Ту заключают в крепость. Во время следствия к ним в камеру приходит отец Жозеф и предлагает Сен-Мару отравить Ришелье. После смерти кардинала король, несомненно, вернёт молодому человеку своё расположение, и тогда тот станет покровителем отца Жозефа и поможет ему стать кардиналом. Сен-Мар с негодованием отвергает предложение лицемерного монаха.

Судьями Сен-Мара и де Ту назначаются Лобардемон и его подручные на луденском судилище; они приговаривает друзей к смертной казни. Но сами судьи не доживают до исполнения вынесенного ими приговора: подручные Ришелье сталкивают их в воду, и огромные лопасти мельничных колёс размалывают их на куски.

К узникам в качестве духовника допускают аббата Кийе. От него Сен-Мар узнает, что королева горько упрекает себя за какое-то письмо. Но главное, нет известий от его возлюбленной Марии... Аббат говорит, что бывшие заговорщики хотят освободить их возле самого эшафота, Сен-Мару нужно только подать знак — надеть шляпу. Однако молодые люди, «подготовленные к смерти долгим раздумием», отвергают помощь друзей, и, дойдя до эшафота, Сен-Мар бросает шляпу на землю далеко от себя. Подобно мученикам Гервасию и Протасию, Сен-Мар и де Ту погибают под топором палача.

«Последний вздох» молодых людей «был также последним вздохом монархии», заключает автор устами поэта Корнеля.