Durante ochenta y cuatro días, Santiago, un anciano pescador cubano, se ha embarcado y regresó con las manos vacías. Este pescador vivió una Odisea para conseguir lo que quería.

Tan visiblemente desafortunado es que los padres de su joven y devoto aprendiz y amigo, Manolín, lo han obligado a dejar al viejo para pescar en un barco más próspero. Sin embargo, el niño continúa cuidando al anciano a su regreso cada noche.

Él ayuda al anciano a llevar su equipo a su cabaña destartalada, asegura la comida para él, y analiza los últimos desarrollos en el béisbol estadounidense, especialmente las pruebas del héroe del viejo, Joe DiMaggio. Santiago confía en que su racha improductiva pronto llegará a su fin, y decide ir más lejos de lo habitual al día siguiente.

En el día ochenta y cinco de su racha de mala suerte, Santiago hace lo que prometió, navegando su esquife mucho más allá de las aguas costeras poco profundas de la isla y aventurarse en la corriente del Golfo.

Él prepara sus líneas y las deja caer. Al mediodía, un gran pez, que él sabe que es un marlín, toma el cebo que Santiago ha colocado a cien brazas de profundidad en las aguas. El viejo engancha al pez con pericia, pero no puede tirar de él. En cambio, el pez comienza a jalar el bote.

Al no poder atar la línea rápidamente al bote por miedo a que los peces rompieran una línea tensa, el anciano soporta la tensión de la línea con sus hombros, espalda y manos, listo para descuidar si el marlín huye.

El pez tira del bote durante todo el día, durante la noche, otro día y otra noche. Nada de manera constante hacia el noroeste hasta que, por fin, se cansa y nada al este con la corriente. Todo el tiempo, Santiago soporta el constante dolor de la línea de pesca.
Cada vez que el pez se abalanza, salta o se lanza hacia la libertad, el cordón corta mal a Santiago. Aunque herido y cansado, el anciano siente una profunda empatía y admiración por el marlín, su hermano en sufrimiento, fuerza y determinación.

En el tercer día, el pez se cansa, y Santiago, privado de sueño, dolorido y casi delirante, logra tirar del marlín lo suficientemente cerca como para matarlo con un golpe de arpón. Muerto al lado del esquife, el marlín es el más grande que Santiago haya visto jamás.

Lo ata en su bote, levanta el pequeño mástil y zarpa hacia su casa. Mientras que Santiago está entusiasmado por el precio que el marlín traerá al mercado, le preocupa más que las personas que comerán el pescado sean indignas de su grandeza.

Mientras Santiago navega con los peces, la sangre del marlín deja un rastro en el agua y atrae a los tiburones. El primero en atacar es un gran tiburón mako, que Santiago logra matar con el arpón. En la lucha, el anciano pierde el arpón y la longitud de una valiosa cuerda, lo que lo deja vulnerable a otros ataques de tiburones.

El anciano lucha contra los depredadores sucesivos y crueles lo mejor que puede, apuñalándolos con una tosca lanza que lanza azotando un cuchillo contra un remo e incluso golpeándolos con la caña del timón.

Aunque mata a varios tiburones, aparecen más y más, y cuando cae la noche, la continua lucha de Santiago contra los carroñeros es inútil. Ellos devoran la preciosa carne del marlín, dejando solo el esqueleto, la cabeza y la cola.

Santiago se reprueba a sí mismo por ir “demasiado lejos” y por sacrificar a su gran y digno oponente. Llega a casa antes del amanecer, tropieza con su choza y duerme profundamente.

A la mañana siguiente, una multitud de pescadores asombrados se reúne alrededor del cadáver esquelético del pez, que todavía está amarrado al bote. Sin saber nada de la lucha del anciano, los turistas en un café cercano observan los restos del marlín gigante y lo confunden con un tiburón.

Manolín, quien ha estado preocupado por la ausencia del anciano, se emociona cuando encuentra a Santiago a salvo en su cama. El niño le trae un café al viejo y los diarios con puntajes de béisbol y lo observa dormir.

Cuando el anciano se despierta, los dos acuerdan pescar como compañeros una vez más. El anciano vuelve a dormir y sueña con su sueño habitual de jugar a los leones en las playas de África.