La novela arranca plasmando las sensaciones de un niño pequeño en primera persona (estilo indirecto libre). Stephen Dedalus disfruta de su aún corta vida y se asombra con las muchas cosas nuevas que la misma va poniendo ante sus ojos; le gusta sobre todo escuchar los cuentos de su padre, Simón Dedalus. Llegado el tiempo de asistir a la escuela, es matriculado en el Clongowes Wood, un colegio jesuita para jóvenes de familias adineradas. Un día, durante un peligroso juego entre compañeros, Stephen es empujado a una fosa por otro alumno, lo que le ocasiona un trastorno que le hará pasar una noche en la enfermería. Allí sueña con su propia muerte y sus consecuencias, bajo la imagen de Parnell, radical personaje político irlandés de principios del siglo XX.
Llega la época navideña y los alumnos tienen permiso para retornar a sus casas. La tranquilidad hogareña durante las fiestas, tratada en tono convencional, se ve interrumpida por las diferencias surgidas entre la tía de Stephen, Dante, una mujer sumamente cristiana que apoya a la iglesia, y Mister Dedalus, quien se muestra contrario a la misma y a su influencia sobre la sociedad. De regreso en Clongowes, un día, durante la clase de latín, Fleming, compañero de clases, es castigado físicamente por el padre Dolan por desconocer la respuesta a una pregunta concreta. Stephen, quien estaba exento de las tareas por haber roto los lentes, es también castigado siendo acusado de ocioso y mentiroso. Sus compañeros lo alientan a quejarse al rector por haberse cometido una injusticia al castigarlo sin motivo. Ante la insistencia de aquellos, enfrentándose a su vergüenza, transmite sus quejas al rector, quien las acepta parcialmente. De regreso, es ovacionado por sus compañeros.
La economía familiar decae, la familia se muda a Dublín y Stephen tiene que dejar la escuela. Este cambio le acarrea mayor libertad de movimientos, ya que tiene permitido andar por las calles de la ciudad. Stephen, durante una fiesta, conoce a una niña de quien cree enamorarse, pero tras un viaje en tranvía, en el que van juntos, no se presentan mayores situaciones a pesar de las demostraciones de interés de la joven, puesto que él no se siente con valor. Stephen es matriculado en un nuevo colegio de jesuitas, el Belvedere, donde conoce a Heron, compañero de clases con quien no tendrá una buena relación, máxime por sus diferencias en términos literarios.
Transcurre el tiempo y, en un concurso literario, Stephen es elegido ganador, lo que le hace merecedor de una cierta suma de dinero, la cual gasta rápidamente en banalidades. Su crecimiento como adolescente lo lleva, inevitablemente, a los deseos carnales. Debido a su poca resistencia y a sus ganas de aplacar esas sensaciones, contrata a una prostituta, dado que la autosatisfacción ya no le resulta gratificante. La escuela, en honor al santo que veneran, organiza un retiro al que deben asistir todos los alumnos. Durante el mismo, las palabras del padre Arnall sobre el pecado y las terribles torturas infernales que acarrea cometerlo, asustan a Stephen, haciéndolo sentirse miserable, impuro y poco humano. Arrepentido y como parte del retiro, va a confesarse, pero fuera de la escuela, pues se sentía muy avergonzado por sus actos. Después de la confesión, aliviado, decide cambiar su modo de vida y comprometerse con la vida religiosa.
Su radical cambio consiste en acatar una por una todas las reglas a las que, según la Biblia, debe ceñirse el buen cristiano, y su penitencia por los pecados cometidos consiste en privar a sus sentidos y a su cuerpo de los placeres fundamentales. De esta manera, da en comer sólo lo necesario, nunca por placer, consumiendo además lo que le sea desagradable a manera de autocastigo; lleva a cabo prácticas similares con sus otros sentidos. Sin embargo, a pesar de sus intentos, lo martiriza saber que nunca va a poder librarse del todo de los pecados que comete. Mientras tanto, en su vida escolar también ha surgido un cambio, lo cual llama la atención del rector de Belvedere, quien decide instruirlo para que sirva a la iglesia, pero Stephen no muestra mucho interés en el tema. Tras esta conversación, después de pensarlo mucho, Stephen descubre la infelicidad que le depara esa vida llena de religiosidad, todo lo cual termina por parecerle absurdo, por lo que finalmente se aleja de la religión.
Pasa el tiempo, y la trama nos sitúa ahora en su vida universitaria. El Stephen universitario es persona más madura e instruida que comienza a descubrir sus dotes literarias. En esta etapa, es considerado un alumno "revolucionario", como le dice McCann, compañero de estudios con quien no comparte opiniones. Sus amistades más cercanas son Davin, Cranly y Lynch. El segundo será, de entre los tres, con quien mantiene mayor cercanía y confianza; le cuenta, por ejemplo, detalles de su relación con su madre, quien desea que acepte el servicio religioso, y cómo él se niega a complacerla. Con Lynch, más bien comparte experiencias intelectuales.
Stephen, celoso, deja de asistir a la clase de irlandés al descubrir a su amada coqueteando con el padre encargado del curso. Pero, aún enamorado, termina por aceptar aquel suceso para continuar adorándola en secreto. En este proceso decide definitivamente hacerse escritor. La novela culmina con unas páginas del diario de Stephen, escritas en primera persona, que recogen el proyecto de un viaje a París y la decisión de desarrollar sus facultades literarias, superando el retraimiento que lo mantenía anquilosado. Estas son las líneas finales de la obra:
Abril, 26. Madre está poniendo en orden mis nuevos trajes de segunda mano. Y reza, dice, para que sea capaz de aprender, al vivir mi propia vida y lejos de mi hogar y de mis amigos, lo que es el corazón, lo que puede sentir un corazón. Amén. Así sea. Bien llegada, ¡oh, vida! Salgo a buscar por millonésima vez la realidad de la experiencia y a forjar en la fragua de mi espíritu la conciencia increada de mi raza.Abril, 27. Antepasado mío, antiguo artífice, ampárame ahora y siempre con tu ayuda.[8]
26 April: Mother is putting my new secondhand clothes in order. She prays now, she says, that I may learn in my own life and away from home and friends what the heart is and what it feels. Amen. So be it. Welcome, O life! I go to encounter for the millionth time the reality of experience and to forge in the smithy of my soul the uncreated conscience of my race.27 April: Old father, old artificer, stand me now and ever in good stead.[9]
