Os Demônios se passa numa cidade de província russa, que o cronista não nomeia, no fim da década de 1860, ao longo de poucas semanas a partir de um domingo de setembro. O livro é contado depois, por um morador da cidade, que reconstrói os fatos.
A cidade tem a casa de Varvara Pietrovna Stavróguina, o salão da governadora Yúlia Mikháilovna, o clube, a catedral, a casa de Filíppov, onde moram Kiríllov, Chátov e os Lebiádkin, e o mosteiro de Spaso-Efim, no fim da cidade, onde vive o bispo Tíkhon. Fora dela ficam Skvoriéchniki, a propriedade dos Stavróguin, com o parque onde Chátov é morto, o bosque de Bríkov, onde Stavróguin e Gagánov se batem em duelo, e a estrada que Stiepan Trofímovitch percorre a pé. O bairro de Zariétchie, além do rio, é onde o incêndio consome uma rua inteira.
A Primeira Parte vai do retrato de Stiepan e da volta de Stavróguin ao domingo da bofetada. A Segunda começa oito dias depois, numa segunda-feira à noite, e vai do duelo à reunião do quinteto, à revista na casa de Stiepan e à manhã dos operários. A Terceira cobre a festa literária, o baile e o incêndio, a morte de Chátov e de Kiríllov e as errâncias de Stiepan. O cronista conta ainda o que se passa três meses depois.
O romance começou a sair em folhetim em 1871, quando o julgamento do caso Nietcháiev, de 1869, ainda corria, e em volume em 1873.