Лунный камень — огромный желтый алмаз — с незапамятных времен украшал чело бога Луны в одном из храмов священного индийского города Сомнаута. В XI в., спасая статую от завоевателей-магометан, три брамина перевезли её в Бенарес. Именно там браминам во сне явился бог Вишну, повелел им охранять Лунный камень день и ночь до скончания века и предрек несчастье тому дерзновенному, кто осмелится завладеть камнем, и всем его потомкам, к которым камень перейдет после него. Век проходил за веком, преемники трех браминов не спускали глаз с камня. В начале XVIII в. монгольский император предал грабежу и разорению храмы поклонников Брамы. Лунный камень был похищен одним из военачальников. Не будучи в силах возвратить сокровище, три жреца-хранителя, переодевшись, следили за ним. Воин, совершивший святотатство, погиб. Лунный камень переходил, принося с собой проклятье, от одного незаконного владельца к другому, преемники трех жрецов продолжали следить за камнем. Алмаз оказался во владении серингапатамского султана, который вделал его в рукоять своего кинжала. Во время штурма английскими войсками Серингапатама в 1799 г. Джон Гернкастль, не остановившись перед убийством, захватывает алмаз.
Полковник Гернкастль вернулся в Англию с такой репутацией, что двери его родных оказались закрыты перед ним. Нечестивый полковник не дорожил мнением общества, не пытался оправдываться и вел жизнь уединенную, порочную, таинственную. Лунный камень Джон Гернкастль завещал своей племяннице Рэчель Вериндер в качестве подарка ко дню восемнадцатилетия. Летом 1848 г. алмаз привозит из Лондона в поместье Вериндеров Фрэнклин Блэк, кузен Рэчель, но еще до его приезда около дома Вериндеров появляются три индуса и мальчик, которые выдают себя за бродячих фокусников. На самом же деле их интересует Лунный камень. По совету старого дворецкого Габриэля Беттереджа Фрэнклин отвозит алмаз в ближайший банк в Фризинголле. Время до дня рождения Рэчель проходит без особых событий, Молодые люди проводят много времени вместе, в частности, разрисовывая узорами дверь маленькой гостиной Рэчель. В чувстве Фрэнклина к Рэчель не приходится сомневаться, её же отношение к нему пока остается неизвестным. Возможно, ей больше по сердцу другой её кузен, Годфри Эбльуайт. В день рождения Рэчель Фрэнклин привозит из банка алмаз. Рэчель и уже приехавшие гости вне себя от восторга, лишь мать девушки, миледи Вериндер, проявляет некоторую озабоченность. Перед обедом Годфри объясняется Рэчель в любви, но получает отказ. За обедом Годфри мрачен, Фрэнклин весел, возбужден и говорит невпопад, без злого умысла настраивая против себя окружающих. Один из гостей, фризинголльский доктор Канди, заметив нервозность Фрэнклина и услышав, что он в последнее время страдает бессонницей, советует ему полечиться, но получает гневную отповедь. Кажется, будто алмаз, который Фрэнклин сумел прикрепить к платью Рэчель наподобие брошки, навел порчу на присутствующих. Как только кончился обед, послышались звуки индийского барабана и у крыльца появились фокусники. Гости пожелали посмотреть фокусы и высыпали на террасу, а с ними и Рэчель, так что индусы могли удостовериться в том, что алмаз находится у нее. Мистер Мертуэт, известный путешественник по Индии, тоже присутствовавший в числе гостей, без всяких сомнений определил, что эти люди лишь переодеты фокусниками, а на самом деле — брамины высокой касты. В беседе фрэнклина и мистера Мертуэта выясняется, что подарок — изощренная попытка полковника Гернкастля причинить вред Рэчель, что владелица алмаза в опасности. Конец праздничного вечера проходит не лучше, чем обед, Годфри и Фрэнклин стараются уязвить друг друга, а под конец доктор Канди и Годфри Эбльуайт о чем-то таинственно договариваются. Затем доктор уезжает домой под внезапно начавшимся проливным дождем.
Наутро выясняется, что алмаз пропал. Фрэнклин, против ожидания отлично выспавшийся, деятельно приступает к розыскам, но все попытки обнаружить алмаз ни к чему не приводят, и молодой человек уезжает за полицией. Пропажа драгоценности оказала странное воздействие на Рэчель: мало того, что она огорчена и нервничает, в её отношении к Фрэнклину появилась неприкрытая злоба и презрение, она не желает ни разговаривать с ним, ни видеться. В доме Вериндеров появляется инспектор Сигрэв. Он обыскивает дом и довольно грубо допрашивает слуг, затем, не добившись результатов, уезжает, чтобы принять участие в допросе задержанных по подозрению в краже алмаза трех индусов. Из Лондона прибывает известный сыщик Кафф. Кажется, он интересуется всем, кроме поисков украденного камня. В частности, он неравнодушен к розам. Но вот сыщик замечает пятнышко размазанной краски на двери маленькой гостиной Рэчель, и это определяет направление поисков: на чьей одежде обнаружится краска, тот, следовательно, и взял алмаз. В ходе расследования выясняется, что служанка Розанна Спирман, поступившая в услужение миледи из исправительного дома, в последнее время ведет себя странно. Накануне Розанну встретили на дороге во Фризинголл, а товарки Розанны свидетельствуют, что всю ночь у нее горел огонь, но на стук в дверь она не отвечала. Кроме того, Розанна, безответно влюбленная во фрэнклина Блэка, осмелилась заговорить с ним в необычно фамильярной манере и, казалось, готова была что-то рассказать ему. Кафф, допросив по очереди слуг, начинает следить за Розанной Спирман. Оказавшись вместе с дворецким Беттереджем в доме друзей Розанны и искусно ведя разговор, Кафф догадывается, что девушка что-то спрятала в Зыбучих песках — удивительном и страшном месте неподалеку от усадьбы Вериндеров. В Зыбучих песках, как в трясине, исчезает любая вещь и вполне может погибнуть человек. Именно это место
Миледи Вериндер, обеспокоенная состоянием дочери, увозит её к родственникам во фризинголл, Фрэнклин, лишившись расположения Рэчель, уезжает сначала в Лондон, затем путешествовать по свету, а сыщик Кафф подозревает, что алмаз был украден Розанной по желанию самой Рэчель, и считает, что скоро дело о Лунном камне выплывет вновь. На другой день после отъезда Фрэнклина и хозяев дома Беттередж встречает Хромоножку Люси, подругу Розанны, принесшую письмо покойной для Фрэнклина Блэка, но девушка не соглашается отдать письмо иначе как адресату в собственные руки.
Миледи Вериндер с дочерью живут в Лондоне. Доктора предписали Рэчель развлечения, и она пытается следовать их рекомендациям. Годфри Эбльуайт в мнении света — один из возможных похитителей Лунного камня. Рэчель резко протестует против этого обвинения. Кротость и преданность Годфри склоняют девушку к тому, чтобы принять его предложение, но тут от давнего сердечного заболевания умирает её мать. Отец Годфри становится опекуном Рэчель, она живет вместе с семейством Эбльуайтов в Брайтоне. После визита стряпчего Бреффа, уже много лет занимающегося делами семьи, и разговора с ним Рэчель расторгает свою помолвку, что Годфри принимает безропотно, но его отец устраивает девушке скандал, из-за которого она покидает дом опекуна и временно поселяется в семействе стряпчего.
Получив известие о смерти отца, возвращается в Лондон Фрэнклин Блэк. Он пытается увидеться с Рэчель, но та упорно отказывается встречаться с ним и принимать его письма. Фрэнклин уезжает в Йоркшир, где находится дом Вериндеров, чтобы еще раз попытаться раскрыть тайну исчезновения Лунного камня. Здесь фрэнклину передают письмо Розанны Спирман. Краткая записка содержит указания, следуя которым Фрэнклин вытаскивает из Зыбучих песков спрятанную там в тайнике ночную рубашку, запачканную краской. К глубочайшему изумлению, он обнаруживает на рубашке свою метку! А находившееся вместе с рубашкой в тайнике предсмертное письмо Розанны объясняет чувства, заставившие девушку купить материю, сшить рубашку и подменить ею ту, что была измазана краской. С трудом приняв невероятную новость — то, что именно он взял алмаз, — Фрэнклин решает довести расследование до конца. Ему удается уговорить Рэчель рассказать о событиях той ночи. Оказывается, она собственными глазами видела, как он взял алмаз и вышел из маленькой гостиной. Молодые люди расстаются в печали — нераскрытая тайна стоит между ними. Фрэнклин решает попытаться повторить обстоятельства, предшествовавшие пропаже камня, в надежде проследить, куда он мог деться. Собрать всех присутствовавших на дне рождения Рэчель невозможно, но Фрэнклин расспрашивает о событиях памятного дня всех, кого может найти. Приехав с визитом к доктору Канди, Фрэнклин поражен происшедшей в нем переменой. Оказывается, простуда, подхваченная доктором на пути из гостей домой около года назад, перешла в горячку, в результате чего память то и дело подводит мистера Канди, что он старательно и тщетно пытается скрыть. Помощник доктора, Эзра Дженнингс, человек больной и несчастный, приняв участие в судьбе Фрэнклина, показывает ему записи в дневнике, сделанные, когда Дженнингс ухаживал за доктором в самом начале болезни. Сопоставив эти данные с рассказами очевидцев, Фрэнклин понимает, что ему в питье подмешали небольшую дозу опия (доктор Канди не простил ему насмешек и хотел в свою очередь посмеяться над ним), а это, наложившись на его беспокойство о судьбе камня и нервозность, связанную с тем, что он недавно бросил курить, повергло его в состояние, подобное лунатическому. Под руководством Дженнингса Фрэнклин готовит себя к повторению опыта. Он вновь бросает курить, у него опять начинается бессонница. Рэчель тайно возвращается в дом, она снова верит в невиновность Фрэнклина и надеется, что опыт пройдет удачно. В назначенный день, под воздействием дозы опиума, Фрэнклин, как и в прошлый раз, берет «алмаз» (теперь его заменяет стекло приблизительно того же вида) и уносит его к себе в комнату. Там стекло выпадает у него из рук. Невиновность Фрэнклина доказана, но алмаз пока не найден. Следы его вскоре обнаруживаются: неизвестный бородатый человек выкупает некую драгоценность у ростовщика Люкера, имя которого и раньше молва связывала с историей Лунного камня. Человек останавливается в таверне «Колесо Фортуны», но прибывшие туда Фрэнклин Блэк вместе с сыщиком Каффом находят его уже мертвым. Сняв с покойника парик и фальшивую бороду, Кафф и Фрэнклин узнают в нем Годфри Эбльуайта. Выясняется, что Годфри был опекуном одного молодого человека и растратил его деньги. Находясь в отчаянном положении, Годфри не сумел устоять, когда Фрэнклин в беспамятстве отдал ему камень и попросил спрятать получше. Чувствуя полную безнаказанность, Годфри отдал камень в заклад, затем, благодаря полученному небольшому наследству, выкупил, но тут же был обнаружен индусами и убит.
Недоразумения между Фрэнклином и Рэчель забыты, они женятся и живут счастливо. Старый Габриэль Беттередж с удовольствием наблюдает за ними. От мистера Мертуэта приходит письмо, в котором он описывает религиозную церемонию в честь бога Луны, происходившую неподалеку от индийского города Сомнаута. Путешественник завершает письмо описанием статуи: бог Луны сидит на троне, четыре его руки простерты к четырем сторонам света, а во лбу сияет желтый алмаз. Лунный камень по прошествии веков снова оказался в стенах священного города, где началась его история, но неизвестно, какие еще приключения могут выпасть на его долю.