Le récit est mené par un narrateur omniscient à la troisième personne, mais Zola pratique un discours indirect libre qui épouse la parole populaire : le lexique, la syntaxe et les jurons du peuple parisien s'infiltrent dans la narration. L'action se déroule à Paris, dans le quartier ouvrier de la Goutte-d'Or (18ᵉ arrondissement), entre 1850 environ et le début des années 1870, sous le Second Empire. La posture naturaliste de Zola vise l'observation quasi clinique d'un milieu social : il montre, sans pathos explicite, comment l'hérédité, le travail épuisant et l'alcool broient une existence.
Gervaise Macquart, jeune blanchisseuse boiteuse venue de Plassans, attend dans une chambre misérable de l'hôtel Boncœur, boulevard de la Chapelle, le retour de son amant Auguste Lantier, ouvrier chapelier. Elle a deux enfants de lui, Claude et Étienne. Lantier a découché toute la nuit ; quand il rentre, il est odieux, puis repart en emportant leurs maigres affaires pour rejoindre une autre femme, Adèle. Effondrée, Gervaise se rend au lavoir voisin où elle affronte physiquement Virginie, la sœur d'Adèle : la bataille au battoir, humiliante et violente, scelle une inimitié durable.
Quelques semaines plus tard, Gervaise travaille chez madame Fauconnier. Coupeau, un ouvrier zingueur sobre et gai qui habite le quartier, la courtise avec insistance dans un débit de vin nommé À l'Assommoir, tenu par le père Colombe. Gervaise résiste d'abord : elle rêve modestement de travailler tranquillement, de bien élever ses petits et d'avoir un lit à elle. Coupeau finit par la convaincre ; il ne boit pas, il travaille, il semble solide. Elle accepte de l'épouser.
Le mariage a lieu dans une atmosphère burlesque et pauvre. Faute d'argent et de temps par mauvais temps, la noce s'engouffre au musée du Louvre pour tuer les heures avant le repas : les invités, éblouis et perdus, traversent les salles sans rien comprendre, se moquant des tableaux. Le banquet chez le traiteur Auguste vire à la beuverie et à la scène comique. Gervaise fait la connaissance de la belle-famille : la sournoise madame Lorilleux, sœur de Coupeau, chaîniste, et son mari, qui la détestent d'emblée et la surnomment la Banban
.
Le ménage prospère. Gervaise et Coupeau travaillent dur, économisent, et une petite fille, Nana, naît. Ils habitent un modeste logement rue Neuve-de-la-Goutte-d'Or. Gervaise rêve d'ouvrir sa propre boutique de blanchisserie. Elle rencontre les Goujet, mère et fils, voisins de palier : Goujet, forgeron aux cheveux blonds surnommé la Gueule-d'Or
, s'éprend en silence de Gervaise, avec une tendresse respectueuse qui contraste avec la brutalité ambiante.
Au moment où le couple a presque réuni la somme nécessaire à la boutique, Coupeau tombe d'un toit rue de la Nation en travaillant. Gervaise refuse de le laisser à l'hôpital et le soigne elle-même à la maison, dépensant toutes leurs économies. Coupeau se remet lentement, mais il en sort transformé : il prend goût à l'oisiveté, traîne dans les débits de vin, commence à boire. Le rêve de la boutique semble compromis ; c'est Goujet qui prête discrètement à Gervaise l'argent nécessaire.
Gervaise ouvre sa blanchisserie à la boutique de la grande maison de la rue de la Goutte-d'Or. Elle emploie plusieurs ouvrières, dont Clémence et l'apprentie Augustine, et s'affirme comme une patronne compétente, généreuse, aimant la belle ouvrage. Coupeau, lui, travaille de moins en moins. Gervaise croise à nouveau Virginie, qui feint la réconciliation ; la vieille rivalité couve. Un long chapitre s'attarde sur une promenade avec Goujet jusqu'à la forge où il travaille : la scène du battage du fer, dans laquelle Goujet démontre sa force devant elle, cristallise leur amour muet.
Pour son anniversaire, Gervaise organise un banquet somptueux dans la boutique : on y mange une oie grasse mémorable, symbole de l'apogée de sa réussite. Toute la faune du quartier est là : les Lorilleux médisants, les Boche concierges, maman Coupeau, mademoiselle Remanjou, monsieur Madinier, Virginie. Au moment où l'ivresse et la chaleur atteignent leur comble, Lantier surgit dans la rue devant la boutique. Coupeau, ivre, l'invite à entrer et à trinquer avec eux. Le retour de l'ancien amant, imposé par le mari lui-même, précipite le désastre à venir.
Lantier s'incruste dans le ménage. Coupeau, de plus en plus alcoolique, l'invite à loger chez eux ; on aménage pour lui la chambre d'Étienne, qui est envoyé en apprentissage à Lille chez Goujet père. Lantier vit aux crochets du couple, mange les meilleurs morceaux et finit par redevenir l'amant de Gervaise avec la complicité tacite d'un Coupeau abruti d'eau-de-vie. La blanchisserie se dégrade : on rogne sur le travail, les dettes s'accumulent, Gervaise commence à goûter au vin et à la gourmandise. La déchéance morale s'installe insidieusement.
La misère revient. Gervaise s'endette auprès de tous les commerçants du quartier, ne rembourse plus Goujet — humiliation qui blesse profondément le forgeron. Virginie, revenue tenir un commerce à proximité, rachète cyniquement la boutique de blanchisserie pour y installer une confiserie. Gervaise et Coupeau, chassés, doivent déménager dans un logement sordide sous les combles de la même immense maison. Maman Coupeau, malade, agonise longuement dans cette chambre étroite : sa mort et son enterrement misérable marquent une étape supplémentaire de la chute.
Le couple sombre. Coupeau boit en permanence, disparaît des jours entiers, revient rouer sa femme de coups. Gervaise elle-même boit, grossit, se laisse aller. Nana grandit dans ce climat de violence et de sordide, apprend la rue et les vices précoces. Zola détaille la faim, le froid, les vêtements en loques, la promiscuité des couloirs de la grande maison. Une scène capitale a lieu avec Goujet : il propose une dernière fois à Gervaise de partir avec lui, mais elle refuse, se jugeant indigne. Goujet paie ses dettes en secret et disparaît de sa vie.
Nana, devenue jeune fille, travaille comme apprentie fleuriste. Elle mène double vie, découvre la coquetterie, les hommes, les bals du quartier. Après des scènes violentes avec son père ivre, elle finit par s'enfuir avec un vieux monsieur, quitte définitivement le foyer et commence la vie de galanterie qui fera l'objet du roman Nana. Pour Gervaise, la perte de sa fille est un coup supplémentaire ; elle n'a même plus la force de la pleurer vraiment.
Un soir d'hiver, Gervaise, affamée depuis deux jours, erre sur les boulevards extérieurs. Elle finit par tenter, honteusement, de racoler des passants sous la neige, sans succès, tant elle est laide et vieillie. Elle croise dans la rue Goujet, qui la reconnaît et la ramène chez lui pour lui offrir un dernier repas. Le forgeron, resté célibataire par fidélité à son amour, la regarde manger en silence ; Gervaise, pétrifiée de honte, comprend l'abîme de sa chute. Elle rentre pour retrouver Coupeau en pleine crise de delirium tremens : il est transporté à l'asile Sainte-Anne.
Gervaise assiste, terrifiée, aux crises hallucinatoires de Coupeau à Sainte-Anne. Il danse, hurle, voit des bêtes, mime son propre tremblement dans une agonie longue et grotesque que Zola décrit avec une précision clinique. Coupeau meurt dans d'atroces convulsions. De retour dans la grande maison, Gervaise achève son propre effondrement : hébétée, elle imite parfois par dérision la danse de son mari mort pour amuser les voisins contre quelques sous. Elle finit par mourir seule de faim et d'abandon dans un réduit sous l'escalier, oubliée de tous. Le père Bazouge, croque-mort ivrogne du quartier, l'emporte enfin dans son cercueil.