Tác phẩm là một câu chuyện lồng bên trong một câu chuyện khác. Câu chuyện bắt đầu vào những năm 1940 với nhân vật chính tên là Daniel Sempere, con trai của một ông chủ hiệu sách ở Barcelona. Một ngày nọ, cha của Daniel đưa cậu đến Nghĩa trang những cuốn sách bị lãng quên - một thư viện bí mật nằm sâu bên trong một mê cung, nơi lưu giữ những cuốn sách quý hiếm và bị cấm. Daniel nhanh chóng bị thu hút bởi một quyển sách có tên là "Bóng hình của gió", đề tên tác giả là Julian Carax. Sau đó, cậu mang quyển sách về nhà và say mê với nội dung câu chuyện. Cậu phát hiện ra rằng mọi bản sao khác của cuốn sách này cùng với hầu hết tác phẩm khác của Carax đều đã mất tích bí ẩn. Để làm rõ bí mật đó, Daniel bắt đầu đi tìm hiểu về điều gì thực sự đã xảy ra đối với Carax và những cuốn sách của anh.
Tin đồn về việc Daniel sở hữu bản sao duy nhất của "Bóng hình của gió" nhanh chóng lan rộng. Thông tin này đến tai Gustavo Barcelo, một người chuyên buôn sách hiếm đồng thời là chuyên gia về các tác phẩm của Carax. Ông muốn mua lại tác phẩm nhưng Daniel đã khước từ lời đề nghị này. Sau đó, cậu gặp gỡ và có tình cảm với Clara, cô cháu gái mù của Barcelo. Cậu thường xuyên đến thăm Clara và đọc nội dung cuốn sách cho cô nghe. Tuy nhiên, với việc lớn hơn Daniel vài tuổi, Clara không cảm thấy có tình cảm với cậu. Việc Daniel sở hữu cuốn sách cũng thu hút sự chú ý của một người lạ bí ẩn với khuôn mặt bị bỏng nặng và biến dạng tên là Lain Coubert. Trùng hợp thay, đây cũng là tên của con ác quỷ trong tiểu thuyết "Bóng hình của gió".
Sau đó, Daniel gặp gỡ và kết bạn với một người đàn ông ăn xin có tên là Fermín Romero de Torres. Anh thực chất là một gián điệp từng tham gia chống chính phủ Franco trong thời gian diễn ra cuộc Nội chiến Tây Ban Nha. Do đó, Fermín bị bắt giữ và tra tấn trong lâu đài Montjuïc. Sau khi được gia đình Daniel cưu mang, anh làm trợ lý tại hiệu sách của cha Daniel và giúp cậu điều tra thêm vì những bí ẩn xoay quanh Carax. Nhưng việc Daniel và Fermín đào sâu thăm dò quá khứ u ám của những người đã chết hoặc bị lãng quên từ lâu đã vô tình khiến họ rơi vào vòng nguy hiểm khi tay thanh tra tàn ác Fumero can thiệp vào vụ việc.
Trong quá trình làm sáng tỏ một câu chuyện đã bị chôn vùi trong sâu thẳm của sự lãng quên, Daniel và Fermín tìm hiểu được một câu chuyện tình yêu đẹp nhưng đầy bi kịch của Julián Carax (tác giả "Bóng hình của gió") và người tình chưa cưới của anh, Penélope. Cả hai dường như đã mất tích từ năm 1919, tức là gần như ba mươi năm trước. Julián Carax là con trai của người thợ mũ Antoni Fortuny và vợ Sophie Carax. Còn Penélope Aldaya lại là ái nữ duy nhất của nhà tài phiệt Don Ricardo Aldaya và người vợ gốc Mỹ xinh đẹp nhưng đầy tự ái của ông. Julián và Penélope nảy sinh tình cảm với nhau ngay từ những lần gặp gỡ đầu tiên. Trong vòng bốn năm, họ sống trong một mối quan hệ bí mật thông qua những cái nhìn lén lút và nụ cười e thẹn. Để rồi sau đó, cả hai quyết định bỏ trốn đến Paris mà không biết rằng bóng đen của bất hạnh đã bủa vây lấy họ kể từ thời khắc hai người gặp nhau. Miquel Moliner, người bạn thân nhất của Julián đã lên kế hoạch để hai người bỏ trốn. Tuy nhiên, cuối cùng Penélope lại không đến điểm hẹn. Moliner theo Julián đến Paris, bỏ lại sau lưng thanh xuân cùng những khát khao tuổi trẻ để lo cho bạn mình. Sau này, chính Moliner đã hy sinh tính mạng của mình để cứu Julián.
Ký ức về Penélope luôn cháy bỏng trong trái tim Julián. Điều này buộc anh phải quay trở lại Barcelona vào giữa những năm 1930. Tuy nhiên, anh bắt gặp sự thật phũ phàng, khi mọi thứ mà những người từng biết Penélope kể từ khi cô biến mất năm 1919 chẳng còn lại gì ngoài những mảnh ký ức. Ở dòng thời gian hiện tại, Daniel tìm thấy mảnh ghi chú của Nuria Monfort (vợ của Miquel Moliner), tiết lộ Julián và Penélope chính là anh chị em cùng cha khác mẹ. Đây là hệ quả của việc cha Penélope ngoại tình với mẹ Julián. Sau khi Julián đến Paris, cha mẹ của Penélope đã giam giữ cô vì họ xấu hổ về việc loạn luân của con gái mình, cũng như việc cô đã mang trong mình đứa con của Julián. Penélope sau đó hạ sinh một bé trai tên David Aldaya, nhưng do sinh non nên cô bị băng huyết và qua đời. Cha mẹ Penélope cũng có trách nhiệm khi phớt lờ tiếng kêu cứu thảm thiết của con gái. Thi thể Penélope và đứa con mới sinh được đặt trong hầm mộ của gia đình. Khi trở về Dinh thự Aldaya, Julián vô cùng tức giận và buồn bã khi biết tin tình yêu của đời mình qua đời cùng với đứa con của họ. Anh căm hận từng giây từng phút mình đã bỏ phí trong cuộc đời mà không có Penélope. Nỗi hận trào dâng khiến anh căm ghét cả những cuốn sách mình viết. Anh tự biến mình thành Lain Coubert, bắt đầu đi tìm và đốt hết tất cả những cuốn tiểu thuyết của mình.
Năm 1956, Daniel kết hôn với người bạn đời Beatriz "Bea" Aguilar. Cô là người tích cực giúp đỡ cậu trong hành trình làm sáng tỏ những bí mật của Julián Carax. Không lâu sau, Bea sinh hạ một cậu con trai. Daniel đặt tên cho con trai mình là Julián Sempere, như một sự tưởng nhớ đến Julián Carax. Mười năm sau, Daniel đưa con trai đến Nghĩa trang của những cuốn sách bị lãng quên, nơi cuốn "Bóng hình của gió" đang được cất giữ.
