Amplio mar de los Sargazos comienza en Jamaica después de la Ley de Emancipación de 1833, según la cual Gran Bretaña prohibió la esclavitud en todas sus colonias. La primera parte de la novela está narrada desde el punto de vista de Antoinette Cosway, una joven blanca cuyo padre, un odiado ex esclavista, murió y dejó a su esposa e hijos en la pobreza. La propiedad de la familia, Coulibri, se está arruinando rápidamente, y la madre de Antoinette, Annette, se hunde rápidamente en una profunda depresión. Dado que su madre la rechaza con frecuencia, Antoinette pasa la mayor parte del tiempo sola o con su nodriza negra, Christophine, una de las pocas sirvientas que no ha optado por abandonar a la familia en apuros.
Un día, por primera vez en mucho tiempo, los visitantes llegan a Coulibri. Uno de estos hombres, un inglés llamado Mr. Mason, le propone matrimonio a Annette después de un breve noviazgo. Ella acepta, y los dos se casan a pesar de los chismes maliciosos de los sirvientes y los isleños locales. Durante un tiempo, las cosas parecen estar mejorando para los Cosways: el Sr. Mason usa su riqueza para restaurar la plantación de Coulibri en ruinas, y esto a su vez parece mejorar el estado mental de Annette. Aún así, la madre de Antoinette expresa repetidamente un deseo desesperado de irse de Jamaica. Ella es muy consciente del hecho de que los negros liberados todavía albergan un inmenso odio hacia la aristocracia blanca que los esclavizó. Mason, sin embargo, no se da cuenta de cuán grave se ha vuelto la situación. Una noche, una turba incendia la casa y la familia se ve obligada a huir para siempre.
Antoinette se despierta varias semanas después en la casa de su tía Cora en Spanish Town. Se entera de que su hermano ha muerto y que su madre ha sufrido un colapso mental. La tía Cora matricula a Antoinette en una escuela de convento, donde pasa varios años aprendiendo a ser una dama. Durante este tiempo, Antoinette está mayormente sola; su madre está confinada a la casa de una pareja que la cuida, su tía regresa a Inglaterra y su padrastro viaja con frecuencia y raras veces. Luego, cuando Antoinette cumple diecisiete años, el Sr. Mason llega al convento y anuncia que tiene amigos que vienen de Inglaterra para pasar el invierno. Da a entender que uno de estos hombres se casará con Antoinette.
La segunda parte de la narración comienza después de que se haya celebrado el matrimonio. Esta sección de la obra está narrada principalmente por el nuevo esposo de Antoinette, un hombre que permanece anónimo a lo largo del texto, pero que se basa claramente en el personaje del Sr.Rochester de Charlotte Brontë. Jane Eyre. Mientras la pareja viaja a su casa de luna de miel, Rochester explica las circunstancias que hicieron necesaria su apresurada boda. Evidentemente, Rochester llegó a las Indias Occidentales y la fiebre lo golpeó inmediatamente; como resultado, ahora está cuestionando su decisión de casarse con una mujer a la que apenas conoce. Aún así, reflexiona, había un tremendo incentivo para que lo hiciera: el hermanastro de su nueva esposa le ha dado el control incondicional de toda su dote. Este dinero permite a Rochester, que es un segundo hijo y no heredará nada bajo la ley inglesa de primogenitura, ser financieramente independiente, lo cual es crucial ya que aparentemente ha acumulado una deuda deshonrosa.
La fiesta de bodas llega a Granbois, la propiedad heredada de Antoinette en otra isla donde pasó gran parte de su juventud. Rochester está abrumado por el paisaje, desconfía de los sirvientes y, en general, está disgustado con la casa de luna de miel. Antoinette intenta tranquilizarlo y ayudarlo a comprender el estilo de vida caribeño, y por un tiempo esto parece funcionar. Varias semanas pasan razonablemente felices, a medida que los dos se conocen a través de la conversación y finalmente a través de la consumación de su matrimonio. Ambos pronto se vuelven adictos al sexo.
Entonces, un día, Rochester recibe una carta de un hombre que se hace llamar Daniel Cosway e insiste en que es el medio hermano ilegítimo de Antoinette. En su carta, Daniel le dice a Rochester que el inglés ha sido engañado para casarse con una loca, y anima a Rochester a que lo visite para conocer la historia completa. Rochester cree en lo que lee, y cuando regresa a la casa, Antoinette y los sirvientes pueden sentir que su actitud hacia ella ha cambiado.
El punto de vista vuelve a Antoinette, que viaja a caballo para visitar a la vieja y sabia sirvienta Christophine, una mujer de la que se rumorea que practica el arte oscuro conocido como obeah. Antoinette explica que Rochester se ha vuelto fría y distante, y le ruega a su ex enfermera que use magia negra para hacer que la ame de nuevo. Christophine se resiste, sugiriendo que Antoinette deje a su marido en su lugar. Antoinette se niega, sin embargo, y señala que, según la ley inglesa, todo su dinero ahora pertenece a Rochester. Christophine, horrorizada al escuchar sobre la total dependencia de Antoinette de Rochester, finalmente acepta ayudarla.
La perspectiva luego vuelve a Rochester, quien recibe una segunda misiva de Daniel Cosway y va a visitar al hombre. Daniel inmediatamente comienza a burlarse de la familia Cosway, dando a entender, entre otras cosas, que Antoinette ha tenido una relación incestuosa con su medio hermano Sandi. Daniel intenta sobornar a Rochester, diciendo que se mantendrá en silencio sobre estos asuntos por una tarifa. Rochester está disgustado y se va, pero está claramente afectado por el encuentro.
De vuelta en Granbois, Antoinette se enfrenta a su marido por su odio hacia ella, y él admite que ha ido a ver a Daniel. Antoinette intenta explicarle la historia de su familia, pero al hacerlo se angustia mucho. Rochester sugiere que se retire por la noche para que puedan hablar cuando ella sea más «razonable». Ella acepta, pero le pide que vaya a su habitación. Él obedece, y ella desliza el polvo que Christophine le dio en su bebida.
Rochester se despierta en la cama de su esposa a la mañana siguiente y se da cuenta de que estaba drogado y que los dos habían vuelto a dormir juntos. Él está enfermo del estómago y luego furioso, y toma represalias seduciendo a la sirvienta Amé que se encuentra dentro del rango de audición de Antoinette. Antoinette está traumatizada por la infidelidad de su marido y desaparece durante varios días. Ella regresa en un estado de ebriedad y despeinado, y arremete verbalmente contra Rochester por lo que le ha hecho. Ella pierde el control de sí misma por completo.
Christophine también llega a la casa y acusa a Rochester de destruir psicológicamente a Antoinette, quien se ha visto reducida a arrojar objetos e intentar morder como un animal. El viejo criado le ruega a Rochester que primero intente amar a su esposa nuevamente y luego que regrese a Inglaterra sin ella. Rochester considera brevemente lo último, pero cambia de opinión cuando Christophine sugiere que eventualmente Antoinette podría encontrar la felicidad matrimonial con otra persona. Él se enfurece y ordena a Christophine que abandone las instalaciones, amenazando con llamar a la policía para denunciar su práctica de obeah. No tiene más remedio que irse.
Luego, Rochester comienza a hacer planes para regresar a Jamaica y consultar con los médicos sobre la condición mental inestable de su esposa. Simbólicamente, dibuja una casa de estilo inglés con una mujer de pie en una de las habitaciones del tercer piso. Parten varios días después, y Rochester insiste en que Antoinette nunca volverá a ver la isla. Ella no revela ninguna emoción cuando se van, pero un joven nativo llora lastimosamente porque quiere que Rochester lo lleve consigo. Por supuesto, Rochester se niega, odia todo lo que pertenece al Caribe.
La breve parte final de la novela comienza con algunos párrafos desde la perspectiva de Grace Poole, la mujer contratada para cuidar a Antoinette en el ático donde ha estado encarcelada. Grace revela que le pagan bien por sus servicios. Irónicamente, el padre y el hermano de Rochester murieron y lo dejaron todo.
El punto de vista luego cambia por última vez, de regreso a Antoinette. Su relato revela que está extremadamente confundida y desorientada: no sabe dónde está y no tiene idea de cuánto tiempo ha estado allí, y además solo tiene recuerdos vagos, fragmentados y combinados de eventos tanto recientes como pasados. Ahora, tal vez, ella realmente es una loca. Por la noche, explica, cuando Grace Poole está dormida, roba las llaves del ático y se escabulle por la casa. Una noche, después de un sueño recurrente de fuego, se levanta, toma una vela y se prepara para incendiar la casa.