En la apertura del libro, dos hombres, el Sr. Utterson y su primo el Sr. Richard Enfield, caminan tranquilamente por Londres. Inicialmente en silencio, los hombres pasan por una misteriosa puerta del sótano del sótano, y el Sr. Enfield se lanza a una historia sobre un extraño suceso relacionado con la puerta. Una noche, de camino a casa, Enfield se encontró por casualidad con un hombre bajo y deforme que pisoteó a una chica en la calle cuando iba a buscar a un médico. La familia de la niña y el Sr. Enfield atrapan al hombre misterioso y, en lugar de llamar a la policía, deciden obligarlo a dar dinero a la familia de la niña. De acuerdo con este compromiso, el hombre misterioso desaparece por la puerta del sótano y regresa con un cheque que no lleva su propio nombre, sino el del respetable Dr. Jekyll. Aunque Enfield asumió que el cheque sería una falsificación, resulta legítimo.
Después de escuchar la historia, Utterson regresa a su casa donde se lleva el misterioso testamento de su amigo y cliente, el Dr. Henry Jekyll, que Jekyll presentó recientemente. El testamento establece que en caso de la muerte del Dr. Jekyll, su patrimonio sustancial pasará al Sr. Edward Hyde, a quien Utterson nunca ha conocido y quien asume que es el hombre misterioso en la historia de Enfield. Aún más extraño, el testamento establece que en caso de la desaparición de Jekyll durante más de tres meses, Hyde asumirá la propiedad de Jekyll sin demora. Utterson también se da cuenta de que la puerta misteriosa está conectada, en forma de L, a la casa de Jekyll. Utterson concluye que Hyde está chantajeando a Jekyll y decide buscar al hombre para entender por qué. Después de rastrear al hombre, Hyde inicialmente es cortés, pero se enoja cuando Utterson extiende la conversación, investigando su relación con el Dr. Jekyll.
Un año después, Edward Hyde asesina brutalmente a Sir Danvers Carew golpeándolo hasta matarlo con un bastón. Con la ayuda de Utterson, la policía encuentra el apartamento de Hyde saqueado y todos los papeles quemados. Después de irse, Utterson se dirige a Jekyll y lo confronta por albergar un asesinato. Jekyll afirma que ha terminado con Hyde para siempre y que su relación ha terminado. Sin embargo, Jekyll tiene una nota de despedida de Hyde. Utterson examina la nota y su secretario, el Sr. Guest, descubre más tarde que la letra, aunque ligeramente alterada, coincide con una invitación a cenar escrita por el Dr. Jekyll. Enojado, Utterson asume que Jekyll ha falsificado una carta para un asesino.
Pasa más tiempo y nos enteramos de que, aunque no se ha localizado a Hyde, el Dr. Jekyll se ha vuelto cada vez más social, volviendo a sus días anteriores a Hyde de reuniones amistosas y reuniones intelectuales. Un día, Utterson asiste a una cena en la casa de Jekyll y ve al Dr. Lanyon allí. Poco después, Jekyll se recluye y el Dr. Lanyon cae gravemente enfermo debido al «shock» y muere. Después de su muerte, el Dr. Lanyon le deja a Utterson una carta indicándole que la lea solo después de la muerte o desaparición del Dr. Jekyll. Algún tiempo después de estos misteriosos eventos, Enfield y Utterson nuevamente caminan por la puerta misteriosa y ven al Dr. Jekyll, quien está sentado junto a una ventana en el apartamento. Los hombres tienen una breve conversación, pero Jekyll cierra abruptamente la ventana cuando comienza a sufrir lo que parece ser un ataque. Enfield y Utterson quedan impresionados por la inquietante apariencia del rostro de Jekyll cuando se retira de la vista.
Aproximadamente una semana después, Richard Poole, el fiel mayordomo de Jekyll, se acerca a Utterson. Poole informa que Jekyll se ha encerrado en su gabinete y los sonidos extraños, incluidos el llanto y el paso, son todo lo que emana de la habitación. La única comunicación que Poole ha recibido de Jekyll consiste en cartas pidiendo desesperadamente un tipo específico de medicamento. Utterson acepta ayudar y sigue a Poole a la casa de Jekyll. Los dos hombres derriban la puerta de la habitación donde Jekyll se ha escondido. Encuentran el cadáver de Hyde y asumen que se suicidó inmediatamente antes de entrar en la habitación. Saquean el área en busca del cuerpo de Jekyll o evidencia de su muerte, pero no tienen éxito. En el laboratorio, los hombres descubren un gran sobre dirigido al Sr. Utterson. En el interior, Jekyll insta a Utterson a leer el paquete de Lanyon y si desea saber más, lea la descripción adicional que Jekyll proporciona dentro del sobre.
Utterson lee la narrativa de Lanyon. La carta comienza con una descripción de una extraña carta que Lanyon recibió de Henry Jekyll, la noche después de una cena en la residencia de Jekyll. La carta insta a Lanyon a ir a la casa de Jekyll y buscar un determinado cajón con contenido específico del laboratorio. Luego, un mensajero vendrá a la casa de Lanyon en lugar de Jekyll para recuperar estos artículos, que incluyen polvo, un frasco y un libro de papel. Lanyon sigue las instrucciones pensando que Jekyll se ha vuelto loco. Mr. Hyde aparece a la hora especificada, luciendo particularmente extraño, vestido con ropa demasiado grande para él. Lanyon le da a Hyde los ingredientes. Hyde luego le pregunta a Lanyon si le gustaría o no ver el resultado final de su recado. Lanyon tiene curiosidad y está de acuerdo. Hyde mezcla los ingredientes en una poción, la bebe y se transforma en el Dr. Jekyll como observa un asombrado Lanyon. Lanyon se ve profundamente afectado por esta conmoción y la pura maldad de Jekyll le provoca su posterior enfermedad y muerte.
Después de leer el relato del Dr. Lanyon, Utterson lee la propia descripción de Jekyll de su experimento fallido. Jekyll creía que el alma se compone de dos distinciones separadas: el bien y el mal. Estos dos seres separados viven en un conflicto continuo e inherente entre sí. Lentamente, Jekyll comienza un experimento en el que intenta diferenciar completamente estos dos aspectos de la naturaleza humana. Jekyll experimenta mucho y luego hace dos pociones. Uno lo transforma en Edward Hyde y el segundo lo transforma de nuevo en Henry Jekyll. Este experimento sorprendentemente exitoso comienza la extensa exploración de Jekyll de su otro yo, un hombre completamente cómodo con un comportamiento moralmente corrupto, a quien eventualmente llama Edward Hyde.
Durante algunos meses, este comportamiento continúa hasta que Jekyll «se había ido a la cama Henry Jekyll, [and] había despertado a Edward Hyde «. Jekyll se alarmó de que se transformó en Edward Hyde sin la ayuda de la poción, y se preocupó de que el personaje de Hyde pudiera tomar el control irrevocablemente. Preocupado por haber sobrepasado sus límites, Jekyll decidió renunciar de Hyde y durante dos meses mantuvo la identidad del Dr. Jekyll. Desafortunadamente, fue torturado con el anhelo de Hyde de participar libremente en las malas acciones, y una vez más tomó la poción. Durante esta transformación, Hyde asesinó brutalmente a Carew. En busca de Hyde, Jekyll juró volver a realizar la transformación y se dispuso a tratar de remediar el mal que había dentro de él.
Desafortunadamente, en este punto Jekyll le había dado demasiado poder a su lado malvado. Hyde era una parte irrevocable del personaje de Jekyll, y las muchas transformaciones y comportamientos malvados solo fortalecieron el poder de Hyde. Una noche, mientras contemplaba los hechos de Hyde, Jekyll se transformó espontáneamente en Edward Hyde. Debido a que su identidad dual era un secreto para todos los miembros de su casa, se dio cuenta de que no podía caminar por su casa hasta el laboratorio para recuperar los ingredientes de la poción. Por tanto, envió la carta urgente al Dr. Lanyon. Después de volver con éxito al Dr. Jekyll, se fue a casa una vez más, pero cada vez que se quedaba dormido, volvía al Sr. Hyde. Pronto, sus pociones no funcionaron, incluso con el doble de fuerza, y se quedó sin la medicina específica necesaria. Mientras vive en el apartamento del gabinete y no permite que ninguno de sus sirvientes lo vea, Hyde lanza una búsqueda desesperada pero infructuosa por Londres en busca de los ingredientes de la poción. Cuando Poole y Utterson finalmente irrumpen en la habitación, Hyde se suicida y finalmente libera tanto a Jekyll como a Hyde.