Действие развёртывается в маленьком посёлке на берегу Залива в мексиканской части Калифорнии. Главный герой, Кино, бедный ловец жемчуга, просыпается в своей скромной тростниковой хижине; рядом с ним его жена Хуана и малыш Койотито, спящий в ящике, подвешенном к потолку. Покормив ребёнка, Хуана снова укладывает его в ящик. В этот момент, к ужасу родителей, скорпион, спустившись по верёвке, жалит мальчика. Кино успевает схватить и раздавить скорпиона, но яд уже проник в тело ребёнка. Хуана пытается высосать яд. На крик ребёнка сбегаются соседи: укус скорпиона очень опасен, и Кино несёт мальчика к красивому дому, где живёт белый доктор. Этот «разжиревший, обленившийся человек» принадлежит к расе, которая «почти четыре века избивала, морила голодом, и грабила, и презирала соплеменников Кино». Узнав от слуги о приходе Кино, доктор говорит, что не желает лечить «каких-то индейцев» от укусов насекомых. У Кино к тому же нет денег оплатить приём у врача, и слуга сообщает ему, что доктора нет дома. Испытав чувство стыда, униженный Кино возвращается в свою хижину.
В это утро Кино вместе с Хуаной выходит на берег Залива, чтобы начать ловлю жемчуга. Он садится в лодку, взяв корзину, к которой привязана верёвка; другой ее конец привязан к камню. Это и есть его примитивное, но надёжное орудие лова. Он направляется к жемчужной балке. Там на «каменистом дне, усеянном разломанными открытыми раковинами, фестончатые жемчужницы. Это была та самая банка, которая в прошлые века вознесла короля Испании на первое место в Европе, банка, которая давала ему деньги на ведение войн и одела богатыми ризами не одну церковь за упокой его души». Кино начинает лов: «молодость и гордость» позволяют ему находиться под водой больше двух минут. Он работает не спеша, выбирая самые крупные раковины. Как и другие представители своего народа, он любит петь песни. Сегодня он поёт Песнь подводного мира. Он привык любоваться его причудливой красотой. Поёт в честь жемчужины, в честь той самой красивой, что вдруг найдётся. И здесь ему удивительно везёт. Он видит большую раковину, которая лежит одна, без сородичей. Интуитивно он чувствует, что она содержит нечто особое. Он отрывает раковину от ложа и поднимается на поверхность. Долго не решается он открыть эту раковину. Наконец он вскрывает ее ножом. Перед ним огромная жемчужина, не уступающая в совершенстве самой луне. «Она вбирала в себя свет и словно очищала его и отдавала серебристым излучением. Она была большая — с яйцо морской чайки. Она была самая большая в мире».
У Хуаны от радости перехватывает дыхание. Переведя взгляд на Койотито, она замечает, что отёк у сына спадает, что его тельце побороло яд. Исполненный счастья, Кино испускает радостный клич.
Между тем посёлок, уподобленный живому организму, живёт своей жизнью. Не успели Кино, Хуана и другие ловцы добрести до тростниковых хижин, как «нервы города напряглись и завибрировали, принимая поразительную весть: «Кино выловил Жемчужину — самую большую в мире». Известие о том, что Кино сказочно разбогател, немедленно меняет к нему отношение. Каждый думает о том, какую выгоду он может из этого извлечь.
Кино же предаётся мечтаниям, на что он употребит своё богатство: он обвенчается с Ху-аной в церкви, купит Койотито новенький матросский костюмчик, увидит его сидящим за партой. В конце концов, главное для него, неграмотного, подавленного нуждой и гнётом индейца, — дать сыну образование, чтобы он мог «читать и писать». А к нему в бедную хижину уже спешит местный священник и просит отчислить деньги на церковь. Белый доктор тоже является: он готов лечить Койотито и даёт ему лекарство, от которого малышу становится лишь хуже. Во время второго визита он вливает ему в рот какого-то снадобья, после чего дело идёт на поправку. Тем самым он демонстрирует свою целительную силу, надеясь получить хорошее вознаграждение. Теперь Кино надо продать жемчужину, чтобы рассчитаться с доктором.
С раннего утра он отправляется с этой целью в Ла-Пас, близлежащий город, к которому примыкает посёлок ловцов жемчуга. И это событие становится всеобщим достоянием: все с жадное-, тью следят за ним. Теперь Кино предстоит столкнуться со скупщиками, действующими сообща, как «единый однорукий скупщик», цель которого обмануть, максимально сбить цену, получить как можно больше прибыли. Одну за другой обходит Кино их конторы, где ему предлагают совсем малую цену за его сокровище и к тому же пытаются доказать, что жемчужина не столь совершенна.
И Кино и Хуана чувствуют, как вокруг них начинает сгущаться атмосфера напряжённости; они словно вступили в новую, неизведанную полосу существования, совсем для них непривычную. Начинается целенаправленная охота за их жемчужиной. Ночью в хижине Кино ощущает рядом с собой чьё-то лёгкое движение. Кто-то проник в его жилище. Хуана видит на лице мужа рану. Кто это сделал, неизвестно. Хуана говорит мужу, что ей страшно, что жемчужина— «недобрая», что ее нужно уничтожить, пока она не уничтожила их самих, предлагает бросить ее в море. Но Кино решительно возражает. «Я не сдамся, — настаивает он. — Я одолею. Мы не упустим своего счастья». Завтра с первыми лучами солнца они двинутся в путь.
Они снова ложатся спать. Тогда Хуана решает одна идти к берегу и выбросить жемчужину в море. Заметив это, Кино устремляется вслед за ней, охваченный злобой. В это время какие-то люди, спрятавшиеся в тростнике, бросаются на него, начинают его обыскивать. В схватке с нападавшими Кино убивает ножом одного из них. Другие убегают. Но жемчужину им не удалось отнять. Подбежавшая Хуана нашла ее, выпавшую из рук Кино, на тропинке. Кино велит ей скорее бежать в хижину, захватить Койотито и немножко кукурузы, чтобы на лодке спастись от врагов. Но выясняется, что в лодке, хорошо просмолённой, его главном богатстве, пробито дно-Враги и здесь постарались принести ему непоправимый ущерб. Он спешит домой и видит, что его хижина охвачена пламенем. С женой и ребёнком Кино прячется в хижине Хуана Томаса. Весь посёлок бурлит, обсуждая пожар и исчезновение семьи Кино.
Ночью с женой и малышом он тайно покидает посёлок. Охваченные страхом, заметая следы, сквозь ветер, прикрыв лица, они движутся быстрым шагом. Никто их не видит. У Хуаны за плечами мешочек со скудной пищей, на руках Койотито. Наконец они вступают в безлюдную, пустынную местность, начинают подниматься в горы. И тут Кино замечает вдали людей: двоих пеших и всадника. Это их преследователи: горцы-ищейки по самым мельчайшим приметам способны обнаружить, как и куда движется человек. Охваченные страхом, беглецы продолжают путь. Но и преследователи уверенно движутся по следу. Солнце начинает касаться зубцов гранитных гор, и Кино направляется к расселине, где под скалой ручеёк образовал небольшой бочажок. Измученные жаждой, Кино и Хуана наконец утоляют ее, а мать умывает малыша. Уложив Койотито, Кино с высоты наблюдает, как преследователи достигли бочажка, оставив лошадь где-то внизу, и остановились на ночлег. Двое следопытов ложатся спать, третий с винтовкой сторожит. Кино решает расправиться с ними. Неслышно спускается он с вершины, вооружившись ножом. В этот момент начинает плакать Койотито. Двое следопытов начинают это обсуждать. Они думают, что это завывание койота, и решают его «успокоить». И в тот самый момент, когда один из следопытов стреляет в направлении пещеры, Кино стремительно бросается на него, его нож вонзается врагу в шею. И в этот момент наверху из пещеры раздаётся душераздирающий крик Хуаны. Убит маленький Койотито.
...Все в Ла-Пасе помнят их возвращение. Они идут охваченные горем, судорожным шагом, словно искусно сделанные деревянные куклы, идут в свой посёлок, к чёрному квадрату, который когда-то был их жилищем. Затем направляются к Заливу. Они ни на кого не смотрят, даже на свою пробитую лодку. Кино держит в руке жемчужину. Она своеобразное зеркало происходящего. Многое в ней отражается. И сама она меняется. Ее поверхность — серая, бугристая. Она — страшная, как злокачественная опухоль. За спиной Кино стоит Хуана, держа в руке свой страшный узелок с тельцем мёртвого сына. И Кино швыряет жемчужину в море. Долго стоят рядом Кино и Хуана, не сводят глаз с того места, где исчезла жемчужина.
Заключительные строки повести таковы: «...Жемчужина коснулась прекрасной зелёной воды и пошла ко дну. Покачивающиеся водоросли звали, манили ее к себе. На ней играли прекрасные зелёные блики. Она коснулась песчаного дна. Вода на поверхности моря была как зелёное зеркало. А жемчужина лежала на дне, среди перистых, похожих на папоротник растений. Краб, скользнувший мимо неё, поднял за собой лёгкое облачко песка, и, когда оно рассеялось, жемчужина исчезла. И Песнь жемчужины сначала перешла в невнятный шёпот, а потом умолкла совсем».