Nagsisimula ang nobela sa pagbabalik ni Juan Crisostomo Ibarra, anak ng mayamang may-ari ng lupa, sa Pilipinas matapos ang ilang taong pag-aaral sa Europa. Plano niyang pakasal kay Maria Clara, ang kasintahang kanyang kabataan at anak ni Don Rafael Ibarra, kaibigan ng kanyang yumaong ama. Nais ni Crisostomo gamitin ang kanyang edukasyon at impluwensya upang magdulot ng positibong pagbabago sa kanyang bayan ng San Diego.

Sa kanyang pagbabalik, natuklasan ni Crisostomo na ang Pilipinas ay patuloy na nasa ilalim ng mapanupil na pamumuno ng mga prayle at mga opisyal ng pamahalaan. Siya’y nakakita ng mga pang-aabuso na dinaranas ng karaniwang tao mula sa mga prayle at sa mga korap na opisyal ng pamahalaan. Ang kanyang ama, si Don Rafael, ay maling akusahan ng rebelyon at namatay sa kulungan. Ang pangyayaring ito ang naging simula ng kanyang determinasyon na hanapin ang katarungan at mga reporma.

Ngunit nagtagpo ang mga pagsisikap ni Crisostomo na mapabuti ang kalagayan sa San Diego sa pagtutol ng mga prayle, lalo na sina Padre Damaso at Padre Salvi. Ang mga prayleng ito ay may malaking kapangyarihan at impluwensya, at nagtutulungan silang pigilan ang mga plano ni Crisostomo. Bukod dito, natuklasan ni Crisostomo na may lihim si Maria Clara: hindi siya tunay na anak ni Don Rafael kundi ang anak nina Padre Damaso at isang katutubong babae.

Habang si Crisostomo ay lalong naging maligaya sa mga kawalan ng katarungan at korupsiyon sa lipunan, unti-unting nawalan siya ng pag-asa sa sistemang kolonyal ng mga Kastila. Nagpasya siyang mag-organisa ng isang malaking salu-salo upang ipagdiwang ang anibersaryo ng kamatayan ng kanyang ama, na magiging pagkakataon rin para talakayin ang mga reporma. Ngunit ang mga prayle at mga opisyal ng pamahalaan ay nagsabwatan upang sirain ang okasyon at ituring si Crisostomo bilang isang rebolusyonaryo.

Samantala, pumasok sa eksena si Elias, isang kabataang may mataas na mga adhikain. Si Elias ay mayroong sariling hinaing laban sa sistema at nakakasabay ang kanyang hangaring magdulot ng pagbabago. Tinutulungan niya si Crisostomo sa kanyang mga layunin, ngunit muling nasira ang kanilang mga plano dahil sa mga daya ng mga prayle. Ang nobela ay nagtataglay ng mga pagkakataong madilim nang ang pag-iibigan ng mga pangunahing tauhan ay nasira dahil sa mga sikretong nabunyag ukol sa totoong mga magulang ni Maria Clara.

Habang tumitindi ang mga tensyon, si Crisostomo ay inuusig ng mga awtoridad. Naghanap siya ng tahanan sa mga bundok, kung saan nakilala niya ang isang grupo ng mga rebolusyonaryo sa ilalim ni Kabesang Tales. Layunin ng grupo na ito na labanan ang mapanupil na pamumuno ng mga Kastila. Sumali si Crisostomo sa kanilang kilusan, at sa klimaks ng kwento, siya ay humarap kay Padre Damaso at iba pang mga korap na personalidad, ipinakita ang kanilang mga pang-aabuso at hiningi ang katarungan.

Ang nobela ay nagwakas sa isang marahas na pag-aalsa at malupit na pangyayari na nagdulot ng kamatayan nina Crisostomo at Maria Clara. Ang kuwento ay nagtapos sa pag-iisip sa mga sakripisyo na ginawa para sa bayan at sa pag-asa na maging mas magandang kinabukasan.

“Noli Me Tangere” ay isang makapangyarihang pagsusuri sa kolonyalismong Kastila, hipokrasya sa relihiyon, at mga kawalang-katarungan sa lipunan. Ito ay naglaro ng mahalagang papel sa pag-inspire sa kilusang nasyonalismo sa Pilipinas at patuloy na isang makabuluhang akda na nagbibigay-inspirasyon sa mga mambabasa na naghahanap ng kaalaman tungkol sa kasaysayan at laban para sa kalayaan.