Начало XX в. Нежная дружба связывает двух одноклассников — Жака Тибо и Даниэля де Фонтанена. Открытие одним из учителей переписки между мальчиками приводит к трагедии. Оскорблённый в лучших чувствах своими школьными наставниками, которые грубо овладели его заветной «серой тетрадью» и гнусно истолковали дружбу с Даниэлем, Жак вместе с другом решает бежать из дома. В Марселе они тщетно пытаются сесть на корабль, затем решают добраться до Тулона пешком, но их задерживают и отправляют домой. Отъезд Даниэля потряс его маленькую сестру Женни, и она тяжело заболевает. Жером де Фонтанен, отец Даниэля и Женни, ушёл из семьи и появляется там крайне редко. Госпожа де Фонтанен, женщина умная, полная благородства и самоотверженности, вынуждена постоянно лгать детям, объясняя отсутствие отца. Выздоровление Женни и возвращение Даниэля вернули счастье в дом.

Иначе обстоят дела в семье Тибо. Жак ненавидит и боится своего отца — старого деспота, эгоистичного и жестокого. Отец обращается с младшим сыном как с преступником. Успехи же старшего сына Антуана — студента-медика — льстят его честолюбию. Он решает отправить Жака в Круи, в основанную им исправительную колонию для мальчиков. Антуан возмущён жестокостью отца, но ему не удаётся уговорить его отменить своё решение.

Проходит несколько месяцев. Антуана беспокоит судьба Жака. Без ведома отца он отправляется в Круи и проводит расследование в исправительной колонии. При внешнем благополучии все, что он там видит, и в первую очередь сам Жак, вызывает в нем неясное чувство тревоги. Этот бунтарь стал слишком воспитанным, послушным, безразличным. Во время прогулки Антуан пытается завоевать доверие младшего брата, и хотя Жак вначале отмалчивается, но, позже, рыдая, рассказывает все — о полном одиночестве, о постоянной слежке, об абсолютной праздности, от чего он тупеет и деградирует. Он ни на что не жалуется и никого не обвиняет. Но Антуан начинает понимать, что несчастный ребёнок живёт в постоянном страхе. Теперь Жак даже не стремится убежать, тем более вернуться домой: здесь он по крайней мере свободен от семьи. Единственное, чего он хочет, — чтобы его оставили в том состоянии безразличия, в которое он впал. Вернувшись в Париж, Антуан бурно объясняется с отцом, требует отмены наказания. Господин Тибо остаётся неумолим. Аббат Векар, духовник старшего Тибо, добивается освобождения Жака, только пригрозив старику муками ада.

Жак поселяется у старшего брата, уже получившего диплом врача, В маленькой квартире на первом этаже отцовского дома. Он возобновляет отношения с Даниэлем. Антуан, считая, что запрет на дружбу, наложенный их отцом, несправедлив и нелеп, сам сопровождает его к Фонтаненам. Женни Жак не нравится — безоговорочно и с первого взгляда. Она не может простить ему зло, которое он им причинил. Ревнуя к брату, она почти радуется, что Жак столь непривлекателен.

Проходит ещё несколько месяцев. Жак поступает в Эколь Нормаль. Даниэль занимается живописью, редактирует журнал по искусству и наслаждается радостями жизни.

Антуана зовут к постели девочки, раздавленной фургоном. Действуя быстро и решительно, он оперирует её в домашних условиях, на обеденном столе. Беспощадная борьба, которую он ведёт со смертью за этого ребёнка, вызывает всеобщее восхищение. Соседка Рашель, помогавшая ему во время операции, делается его любовницей. Благодаря ей Антуан освобождается от внутренней скованности, становится самим собой.

На даче, в Мезон-Лаффите, Женни постепенно, почти против своей воли, меняет мнение о Жаке. Она видит, как Жак целует её тень, признаваясь тем самым в любви. Женни в смятении, она не может разобраться в своих чувствах, отрицает любовь к Жаку.

Рашель покидает Антуана и уезжает в Африку, к своему прежнему любовнику Гиршу, человеку порочному, опасному, имеющему над ней мистическую власть.

Проходит несколько лет. Антуан — известный преуспевающий врач. У него огромная практика — его приёмный день заполнен до отказа.

Антуан навещает заболевшего отца. Уже с самого начала болезни у него нет никаких сомнений относительно её летального исхода. Его влечёт к себе воспитанница отца Жиз, которую он и Жак привыкли считать своей сестрой. Антуан пытается объясниться с ней, но она уклоняется от разговора. Жиз любит Жака. После его исчезновения три года тому назад она одна не верила в его смерть. Антуан много размышляет о своей профессии, о жизни и смерти, о смысле бытия. Вместе с тем он не отказывает себе в радостях и удовольствиях жизни.

Господин Тибо подозревает правду, но, успокоенный Антуаном, разыгрывает сцену назидательной кончины. Антуан получает письмо, адресованное младшему брату. То, что Жак жив, не слишком удивляет Антуана. Он хочет найти его и привезти к умирающему отцу. Антуан читает новеллу «Сестрёнка», написанную Жаком и опубликованную в одном швейцарском журнале, нападает на след младшего брата. Жак, после трёх лет странствий и мытарств, живёт в Швейцарии. Он занимается журналистикой, пишет рассказы.

Антуан находит брата в Лозанне. Жак яростно восстаёт против вторжения старшего брата в его новую жизнь. Тем не менее он соглашается поехать с ним домой.

Господин Тибо сознаёт, что дни его сочтены. Антуан и Жак приезжают в Париж, но отец уже без сознания. Его смерть потрясает Антуана. Разбирая бумаги покойного, он с тоской понимает, что, несмотря на свою величественную внешность, тот был несчастным человеком и что, хотя этот человек был его отцом, он его совсем не знал. Жиз приходит к Жаку, но во время разговора понимает, что связывающие их узы порваны навсегда и бесповоротно. Лето 1914 г. Жак снова в Швейцарии. Он живёт в окружении революционной эмиграции, выполняет ряд секретных поручений социалистических организаций. Сообщение о террористическом акте в Сараево вызывает тревогу у Жака и его соратников. Приехав в Париж, Жак обсуждает с Антуаном текущие политические события, пытаясь привлечь его к борьбе против надвигающейся войны. Но политика далека от интересов Антуана. Он сомневается в серьёзности угрозы и отказывается участвовать в борьбе. Жером де Фонтанен, запутавшийся в тёмных махинациях, пытается застрелиться в гостинице. У постели умирающего Жак встречается с Женни и Даниэлем. Женни старается разобраться в своих чувствах. У неё снова возникает надежда на счастье с Жаком. Даниэль уезжает на фронт. Жак объясняется с Женни, и молодые люди предаются охватившей их любви.

Война объявлена, Жак считает, что ещё можно что-то предпринять, чтобы её остановить. Он пишет антивоенные листовки, собирается разбросать их с самолёта над линией фронта. Жак не успевает выполнить свой замысел. При подлёте к позициям самолёт терпит аварию в воздухе. Тяжело раненного Жака принимают за шпиона, и при отходе французских войск его застреливает французский жандарм.

1918 г. Антуан Тибо, отравленный на фронте ипритом, лечится в военном госпитале. Выйдя оттуда, он проводит несколько дней в Мезон-Лаффите, где теперь живут Женни, Даниэль, госпожа де Фонтанен и Жиз. Война сделала Даниэля инвалидом. Женни воспитывает сына, отцом которого был Жак. Жиз все свои чувства к Жаку перенесла на его ребёнка и Женни. Антуан взволнован, обнаружив черты погибшего брата в лице и характере маленького Жан-Поля. Он уже знает, что никогда не поправится, что он обречён, поэтому рассматривает ребёнка Жака и Женни как последнюю надежду на продление рода. Антуан ведёт дневник, куда ежедневно заносит клинические записи своей болезни, собирает литературу о лечении отравленных газами. Он хочет и после смерти быть полезным людям. На пороге смерти Антуан наконец понимает младшего брата, трезво и без иллюзий оценивает свою жизнь. Он много думает о маленьком сыне Жака. Последние слова дневника Антуана Тибо: «Гораздо проще, чем думают. Жан-Поль».