Дія роману відбувається на початку 1850-х рр. в США. Відкривається він розмовою "доброго" плантатора Шелбі з работорговцем Гейлі, якому він хоче продати свого кращого африканця дядька Тома на сплату боргів. Просторікуючи про гуманізм, який розуміє вельми своєрідно, Гейлі висловлює точку зору багатьох работоргівців: не слід, вважає він, продавати дитину на очах у матері, щоб не було зайвих сліз і, таким чином, не псувався товар. Не варто також сильно їх пороти, але і носитися особливо не варто — "доброта їм боком виходить". На додачу до того Гейлі просить продати йому Гаррі, сина квартеронкі Елізи, покоївки господині.
Чоловік Елізи Джордж Гарріс — раб сусіднього плантатора. Колись він працював на фабриці, де дуже добре себе зарекомендував, але господар не побажав терпіти незалежності темношкірого і поставив його на найважчу роботу. Двоє дітей Елізи і Джорджа померли в дитинстві, тому Еліза особливо прив'язана до свого малюка.
У той же день Джордж приходить до Елізи і повідомляє їй про свій намір бігти до Канади, оскільки господар змушує його одружитися з іншою, хоча їх з Елізою вінчав священик.
Підписавши купчі на Тома і Гаррі, містер Шелбі розповідає про все дружині. Еліза чує їхню розмову і вирішує бігти, щоб зберегти дитину. Вона кличе з собою дядька Тома, але той готовий скоритися долі.
Про втечу стає відомо тільки вранці. За утікачку організована гонитва, але їй вдається по крижині перебратися в штат Огайо, де рабство заборонено.
Гейлі, що упустив утікачку, випадково зустрічає Тома Локкера і його супутника на ім'я Меркс, мисливців за швидкими рабами, які погоджуються йому допомогти.
Еліза потрапляє в будинок сенатора Берда, який не поділяє ідей работоргівлі і допомагає їй сховатися у надійних людей.
Тим часом Гейлі відвозить Тома з маєтку Шелбі, закувавши його в кайдани. Старший син господарів Джордж дає Тому на пам'ять срібний долар і клянеться, що, коли виросте, не буде ні продавати, ні купувати рабів.
Приїхавши в місто, Гейлі купує на аукціоні ще кілька рабів, розлучаючи дітей з матерями. Потім африканців вантажать на пароплав — їх потрібно переправити в південні штати. Закутих у кайдани рабів везуть на нижній палубі, а на верхній привільно їдуть білі, розмірковуючи про работоргівлю. Одні вважають, що темношкірим на плантаціях живеться краще, ніж на волі, інші вважають, що найстрашніше в рабстві — "наруга над людськими почуттями, симпатіями", треті впевнені, що сам бог судив африканцям бути рабами і задовольнятися своїм становищем.
Під час однієї із стоянок Гейлі повертається з молодою темношкірою, яка няньчить десятимісячного малюка. Він тут же продає дитину за 45 доларів, і його потайки забирають у матері. У відчаї та кидається у воду.
На тому ж човні подорожує багатий і знатний джентльмен з Нового Орлеана на ім'я Сен-Клер з шестирічною дочкою і немолодою родичкою. "Том з інтересом спостерігав за дівчинкою, бо африканці з властивою їм добротою і вразливістю завжди тягнуться до всього чистого, дитячого". Якось дівчинка, перехилившись через борт, падає у воду, і Том рятує її. Вдячний батько купує Тома у Гейлі.
Огюстен Сен-Клер, син багатого Луїзіанського плантатора, повертається додому, в Новий Орлеан. Немолода родичка — його кузина міс Офелія, втілення точності і порядку. Основний її життєвий принцип — почуття обов'язку. У будинку Огюстена вона стане керувати господарством, оскільки дружина кузена слабка здоров'ям.
Дружина Сен-Клера Марі виявляється навіженою, егоїстичною істотою, яке схвалює рабство. У Сен-Клера ставлення до рабства суто прагматичне — він розуміє, що його не викорінити, поки білим воно вигідно. Дивлячись на Офелію, він відзначає подвійне ставлення до темношкірих жителів півночі: "Ви ставитеся до них з гидливістю [...] і в той же час заступаєтесь за них".
Тим часом Еліза і Джордж, вкриті громадою квакерів, готуються бігти до Канади. Разом з ними їде африканець Джим. Він вже давно живе в Канаді, але повернувся в США, щоб забрати з собою стару мати.
Раптово вони дізнаються, що за ними організована гонитва, в якій беруть участь Том Локкер, двоє поліцейських і місцева потолоч. Під час перестрілки Джордж ранить Тома Локкера. Спільники кидають його, а втікачі підбирають і відвозять в будинок, де за ним був організован хороший догляд.
Дія знову переноситься в будинок Сен-Клерів. Його мешканці напружено обговорюють проблему рабства. Огюстен засуджує рабство, але не може протистояти йому наодинці. Щоб щогодини не стикатися з найбільш грубими його проявами, він відмовився від володіння плантацію. Він упевнений, що врешті-решт африканці, як і народні маси в усьому світі, самі завоюють собі свободу.
Одного разу він приводить у подарунок Офелії африканку років восьми по імені Топсі, яку колишній господар звірячому бив. Дівчинка виявляється дуже тямущя. Вона описується як пустуха і злодійка, але добра й чуйна в душі.
Минає два роки. З'ясовується, що дочка Сен-Клера Євангеліна (скорочено Єва) страждає від туберкульозу. Це дуже ніжна і чуйна дівчинка. Її мрія — відпустити всіх темношкірих на волю і дати їм освіту. Але найбільше вона прив'язується до дядька Тома.
Якось, розмовляючи з батьком, вона говорить йому, що скоро помре, і просить після її смерті відпустити дядька Тома на свободу. Сен-Клер обіцяє їй це, але його обіцянці не судилося здійснитися: незабаром після смерті доньки він трагічно гине в п'яній бійці. Добре хоч міс Офелії вдається отримати від нього дарчу на Топсі.
Після смерті Сен-Клера справи бере в свої руки деспотична Марі. Яка збирається продати будинок і всіх рабів чоловіка і виїхати на батьківську плантацію. Для Тома це означає вічне рабство. Господиня і чути не хоче, щоб йому, на виконання волі її покійної дочки, дали свободу, і разом з іншими африканцями відправляє його в невільничий барак, де збирають партію темношкірих для аукціону.
Невільничим барак — те ж, що торговий склад: перед ним в якості зразків товару виставлено кілька темношкірих, жінок і чоловіків. Важко описати страждання африканців перед аукціоном — вони морально готуються до того, що їх розлучать з сім'ями, відірвуть від звичної, знайомої обстановки, віддадуть у руки злих людей. "Одним з найстрашніших обставин, пов'язаних з рабством, є те, що темношкірий [...] в будь-яку хвилину може потрапити в руки жорстокого і брутального тирана, — точка в точку як стіл, колись прикрашав розкішну вітальню, доживає свій вік в брудному шинку. Істотна різниця полягає лише в тому, що стіл нічого не відчуває, тоді як у людини [...] не можна відняти його душу, [...] спогади і прихильності, бажання і страхи ".
Том потрапляє до Саймона Легро. Той негайно змушує його переодягнутися в грубий одяг невільника, а його речі продає матросам пароплава, на якому їде додому. На плантації Легро нових рабів селять в жалюгідних халупах, де так тісно, що яблуку ніде впасти. Сплять тут прямо на землі, підстеливши трохи соломи. Раціон вкрай убогий: після виснажливої праці на зборі бавовни — всього один коржик з кукурудзяної муки.
Одного разу на збір бавовни виходить гарна, ставна квартеронка Кассі, коханка господаря. Вона працює дуже швидко, допомагає слабким і відстаючим. Том теж ділиться зібраною бавовною — з Люсі, хворлю мулаткою. Увечері господар, бачачи хорошу роботу Тома, вирішує призначити його наглядачем і для початку хоче змусити його відшмагати Люсі і ще кількох рабів. Том рішуче відмовляється, за що сам отримує побої.
Увечері до нього приходить Кассі, змащує йому рани і розповідає про себе. Батько її був багатим плантатором, і вона отримала добру освіту. Проте батько раптово помер і не встиг дати їй вільну. Її купив молодий чоловік, якого вона дуже любила і від якого народила двох дітей, але той, наробивши боргів, теж продав її. Дітей у неї відібрали, і вона стала переходити від одного господаря до іншого. Кассі має великий вплив на Легро і вмовляє його залишити Тома в спокої — хоча б на час польових робіт.
Для Елізи з Джорджем наближається час довгоочікуваної свободи. Вражений їх шляхетністю, Том Локкер (одужавши, він вирішив відмовитися від полювання на людей і зайнятися полюванням на ведмедів) попереджає їх, що у пароплава, на якому вони збираються переправитися до Канади, їх можуть чекати сищики. Тоді Еліза переодягається в чоловічий костюм; Гаррі наряджають дівчинкою і на час віддають місіс Сміт, білої канадці, яка повертається на батьківщину. Їм вдається благополучно перебратися через прикордонне озеро Ері в містечко Амхерстберг, де вони зупиняються в будинку місцевого священика.
А в садибі Легро Том марно чекає вісточки від старих господарів. Кассі пропонує йому вбити господаря, але він не хоче брати гріх на душу. Тікати він теж відмовляється, а от Кассі з новою коханкою Легрі юною Еммелін замишляють втечу. Роблячи вигляд, що побігли до боліт, жінки ховаються на горищі, яке викликає у всіх мешканців маєтку, включаючи Легро, забобонний страх. У спробі з'ясувати, куди поділися Кассі з Еммелін, він наказує своїм підручним побити Тома. Ті досить наполегливо виконують наказ.
Раптово в маєток приїжджає Джордж Шелбі, дивом розшукавши дядька Тома, але не може відвезти темношкірого з собою — той вмирає в нього на руках. На могилі Тома Джордж, який після смерті батька став власником маєтку, клянеться, що у нього ніколи не буде рабів.
Скориставшись ситуацією, Кассі і Еммелін біжать з горища. На пароплаві вони знайомляться з Джорджем Шелбі і мадам де Ту, яка подорожує з дочкою. З'ясовується, що вона сестра Джорджа Гарріса. Молодий Шелбі починає розповідати їй про долю Джорджа, і випадково почувши їхню розмову Кассі розуміє, що його дружина Еліза — її дочка.
Разом з мадам де Ту Кассі відправляється до Канади, де й знаходить дочку. По зрілому міркуванні сім'я, яка возз'єдналася вирішує переїхати до Франції. На пароплаві Еммелін виходить заміж за 1-го помічника капітана.
У Франції Джордж Гарріс отримує гарну освіту і переїжджає до Ліберії, яку вважає своєю батьківщиною. Мадам де Ту знаходить сина Кассі, який теж збирається до Африки.
Дізнавшись про смерть чоловіка, тітонька Хлоя, спеціально відправилася на заробітки, щоб викупити його, не знаходить собі місця від горя, а Джордж Шелбі виконує клятву, дану на могилі дядька Тома, і дає вільну всім своїм рабам.