Na França da Restauração, um filho de carpinteiro sonha com a glória napoleônica e descobre que o único caminho aberto à sua ambição é a batina. O romance acompanha essa ascensão e a queda que a encerra.
Livro I
Em Verrières, cidadezinha do Franco-Condado, o prefeito Monsieur de Rênal resolve contratar como preceptor dos filhos o jovem Julien Sorel, filho do serrador Sorel, que estuda teologia e sabe de cor o Novo Testamento em latim. Frágil, desprezado pelo pai e pelos irmãos, Julien guarda escondidos o retrato de Napoleão e o Memorial de Santa Helena, e entra na casa dos Rênal como quem entra em território inimigo. A dona da casa, Madame de Rênal, esperava um padre sujo e encontra um rapaz pálido que a encanta.
Na propriedade de Vergy, Julien impõe-se o dever de tomar a mão da patroa sob a tília e, depois de uma viagem à casa do amigo Fouqué, que lhe oferece sociedade no comércio de madeira e é recusado, torna-se seu amante. A paixão, de início feita de vaidade e ambição, vira amor verdadeiro. Quando o filho caçula adoece, Madame de Rênal vê na febre um castigo divino, e a criada Elisa, a quem Julien recusou, denuncia o caso. Uma carta anônima chega ao prefeito, e Madame de Rênal consegue desviar a suspeita do marido para o rival dele, o diretor do asilo, Valenod. Mas o escândalo cresce, e o cura Abade Chélan, protetor de Julien, ordena que ele parta para o seminário de Besançon.
No seminário, Julien conclui que ser o primeiro nos estudos é pecado e que uma cara de fé cega vale mais do que saber. Isolado dos trezentos e vinte e um colegas, só encontra apoio no diretor, o abade Pirard, que o nomeia explicador do Novo e do Velho Testamento. Julien brilha nos exames, mas um examinador ligado ao vigário-geral Frilair lhe arma uma cilada. Quando Pirard deixa o seminário, recomenda Julien como secretário ao Marquês de La Mole, poderoso aristocrata de Paris. Antes de partir, Julien volta a Verrières, entra de madrugada, por uma escada, no quarto de Madame de Rênal e passa o dia escondido, até fugir sob tiros.
Livro II
Em Paris, Julien se instala na mansão de La Mole e vira secretário de confiança do marquês, que o manda a Londres e lhe dá uma condecoração. Na biblioteca e no salão, conhece a filha do marquês, a altiva Mathilde de La Mole, que se entedia entre os pretendentes de sua classe, o marquês de Croisenois e os outros. Fascinada pela memória de um antepassado decapitado e por qualquer coisa que lembre grandeza heroica, Mathilde decide que ama Julien, escreve-lhe uma declaração e o convida a subir por uma escada ao seu quarto. Julien sobe de pistola na mão, desconfiando de uma armadilha. Mathilde cumpre a resolução de se entregar, mas logo se arrepende e o humilha, e Julien aceita a receita do príncipe russo Korasoff: fingir interesse pela marechala de Fervaques e copiar-lhe cartas de amor prontas. O ciúme devolve Mathilde, que se entrega por completo e engravida.
O marquês, furioso por saber que a filha vai se chamar sra. Sorel e não duquesa, acaba cedendo, dá a Julien terras no Languedoc, o nome de cavaleiro Julien Sorel de La Vernaye e uma patente de tenente de hussardos. Julien já se vê com um futuro quando recebe a notícia que desfaz tudo: o marquês pediu informações a Madame de Rênal, e a carta dela, redigida pelo conselheiro espiritual e copiada por ela, descreve Julien como um hipócrita que seduz a mulher mais influente de cada casa para dispor do dono e da fortuna dele. Julien corre a Verrières, compra pistolas e, durante a missa, atira duas vezes na mulher que mais amou. Ela é ferida no ombro, mas sobrevive.
Preso, Julien declara a premeditação ao juiz, só se arrepende quando sabe que Madame de Rênal não morreu e é levado a um torreão em Besançon. Recebe a visita do velho Chélan e de Fouqué, que quer subornar o carcereiro. Mathilde, vestida de camponesa, vem salvá-lo, procura Frilair e consegue, junto com a marechala de Fervaques, a promessa de um júri favorável. Julien, no entanto, perdeu a ambição e só pensa em Vergy, e recusa com fúria alegar o ciúme que o advogado sugere. No julgamento, discursa diante de um público comovido, assume a premeditação e diz que querem puni-lo por sua origem. O júri, em que figura Valenod, o declara culpado, e a pena de morte é pronunciada.
Na cela dos condenados, Madame de Rênal reaparece, suplica que ele apele, e os dois se perdoam; Julien assina a apelação. Tem medo da morte pela primeira vez, dispensa um padre intrigante, recebe o pai com suas contas e, aos poucos, aceita o fim. Recusa converter-se com alarde para obter o perdão e proíbe Madame de Rênal de ir pedir clemência ao rei. Na manhã da execução, morre sem afetação. Fouqué compra o corpo para a gruta da montanha que domina Verrières, e Mathilde beija a cabeça de Julien e acompanha o enterro. Madame de Rênal, que jurou viver para o filho de Mathilde, cumpre a promessa, mas morre três dias depois, abraçada aos filhos.