Рафаэль де Валантен, молодой человек, в конце октября вошёл в здание Пале-Рояля, во взгляде которого игроки заметили какую-то страшную тайну, черты лица его выражали бесстрастность самоубийцы и тысячу обманутых надежд. Проигравшийся Валантен просадил последний наполеондор и в оцепенении принялся бродить по улицам Парижа. Его разум поглотила единственная мысль — покончить жизнь самоубийством, бросившись в Сену с Королевского моста. Мысль о том, что днём он станет добычей лодочников, которая будет оценена в пятьдесят франков, вызвала у него омерзение. Он решил умереть ночью, «чтобы оставить обществу, презревшему величие его души, неопознанный труп». Беспечно разгуливая, он стал разглядывать Лувр, Академию, башни Собора Богоматери, башни Дворца правосудия, мост Искусств. Чтобы дождаться ночи, он направился к лавке древностей прицениться к произведениям искусства. Там пред ним предстал худой старик со зловещей насмешкой на тонких губах. Проницательный старец догадался о душевных терзаниях молодого человека и предложил сделать его могущественнее монарха. Он передал ему лоскут шагрени, на которой по-санскритски были выгравированы следующие слова: «Обладая мною, ты будешь обладать всем, но жизнь твоя будет принадлежать мне <…> Желай — и желания твои будут исполнены <…> При каждом желании я буду убывать, как твои дни...»
Рафаэль заключил договор со стариком, вся жизнь которого состояла в том, чтобы сберегать нерастраченные в страстях силы, и пожелал, в случае если его судьба не изменится в самый короткий срок, чтобы старик влюбился в танцовщицу. На мосту Искусств Валантен случайно встретил своих друзей, которые, считая его человеком выдающимся, предложили работу в газете, в целях создания оппозиции, «способной удовлетворить неудовлетворённых без особого вреда для национального правительства короля-гражданина» (Луи-Филиппа). Друзья повели Рафаэля на званый обед к основанию газеты в дом богатейшего банкира Тайфера. Публика, собравшаяся в этот вечер в роскошном особняке, была поистине чудовищна: «Молодые писатели без стиля стояли рядом с молодыми писателями без идей, прозаики, жадные до поэтических красот, — рядом с прозаичными поэтами <…> Здесь были два-три учёных, созданных для того, чтобы разбавлять атмосферу беседы азотом, и несколько водевилистов, готовых в любую минуту сверкнуть эфемерными блёстками, которые, подобно искрам алмаза, не светят и не греют». Когда гости, опьяневшие и расслабленные роскошным приемом, уже возлежали в удобных креслах, «вдруг представилась группа женщин». Это были самые лучшие, самые дорогие в Париже куртизанки – тонкие подделки благонравных девиц. Имея обличье ангелов во плоти, внутри они скрывали самый изысканный порок, сулящий массу чувственных наслаждений. Без сомнения, каждая из этих прекрасных девушек «могла бы поведать какую-нибудь кровавую драму», толкнувшую ее на столь неправедный жизненный путь. Куртизанки Акилина и Евфрасия в беседе с Рафаэлем и Эмилем утверждают, что лучше умереть молодыми, чем быть брошенными, когда их красота померкнет.
Рафаэль рассказывает Эмилю историю своего детства. С ранних лет Рафаэль находился во власти излишне строгого, сурового отца, который мечтал видеть сына преуспевающим юристом. В результате юноше «приходилось и слушать лекции и работать у стряпчего». Он боялся, и в то же время любил отца, который никогда не проявлял к нему своей родительской привязанности. До двадцати одного года тот находился под твёрдой рукой родителя, молодой человек был наивен и жаждал любви. Однажды на балу он решил сыграть на отцовские деньги и выиграл внушительную для него сумму денег, однако, стыдясь своего поступка, скрыл этот факт. Вскоре отец стал давать ему денег на содержание и делиться своими планами. Отец Рафаэля десять лет боролся с прусскими и баварскими дипломатами, добиваясь признания прав на заграничные земельные владения. От этого процесса, к которому активно подключился Рафаэль, зависело его будущее. Когда был обнародован декрет о потере прав, Рафаэль продал земли, оставив только остров, не имеющий ценности, где находилась могила его матери. Началась долгая расплата с кредиторами, которая свела в могилу отца. Оставшиеся ему в наследство средства он растянул на три года, питаясь весьма скудной пищей. Рафаэль поселился в дешевой гостинице и решил посвятить всего себя написанию научного труда под названием «Теория воли». Все это время он прилежно работал день и ночь, «не дозволяя себе вкусить радостей парижской жизни».
Он жил впроголодь, но работа мысли, занятия, казались ему прекраснейшим делом жизни. Хозяйка гостиницы г-жа Годэн, по-матерински заботилась о Рафаэле, а ее дочь Полина оказывала ему множество услуг, отвергнуть которые он не мог. Спустя время он стал давать уроки Полине, девушка оказалась чрезвычайно способной и сообразительной. Уйдя с головой в науку, Рафаэль продолжал мечтать о прекрасной даме, роскошной, знатной и богатой. В Полине он видел воплощение всех своих желаний, но ей недоставало салонного лоска. «...женщина, — будь она привлекательна, как прекрасная Елена, эта Галатея Гомера, — не может покорить моё сердце, если она хоть чуть-чуть замарашка».
Однажды зимой Растиньяк ввёл его в дом, «где бывал весь Париж» и познакомил с очаровательной графиней Феодорой, обладательницей восьмидесяти тысяч ливров дохода. За плечами Федоры, двадцатидвухлетней светской львицы, уже был за плечами брак, однако у неё не было любовника, и многие столичные франты бесплодно пытались завоевать ее сердце. Не стал исключением и Рафаэль, который решил во что бы то ни стало женить на себе графиню. Рафаэль влюбился без памяти в Феодору, она была воплощением тех грёз, которые заставляли трепетать его сердце. Расставаясь с ним, она попросила его бывать у неё. Вернувшись домой и ощутив контраст обстановки Рафаэль проклял свою «честную добропорядочную бедность» и решил соблазнить Феодору, которая была последним лотерейным билетом, от которого зависела его участь. На какие только жертвы не шёл бедный обольститель: ему невероятным образом удавалось добираться до ее дома пешком под дождём и сохранять презентабельный вид; на последние деньги он довозил ее до дома, когда они возвращались из театра. Чтобы обеспечить себе достойный гардероб, ему пришлось заключить договор на написание ложных мемуаров, которые должны были выйти под именем другого человека. Однажды она прислала ему записку с посыльным и просила прийти. Явившись по ее зову, Рафаэль узнал о том, что она нуждается в протекции его влиятельного родственника-герцога де Наваррена. Влюблённый безумец был только средством к реализации таинственного дела, о котором он так и не узнал. Рафаэля терзала мысль о том, что причиной одиночества графини может быть физический недостаток. Чтобы развеять свои сомнения, он решил спрятаться в ее спальне. Покинув гостей, Феодора вошла в свои апартаменты и словно сняла привычную маску учтивости и приветливости. Рафаэль не обнаружил в ней никаких недостатков, и успокоился; засыпая, она произнесла: «Боже мой!». Восхищённый Рафаэль строил массу догадок предполагая, что мог означать подобный возглас: «Ее восклицание, то ли ничего не значащее, то ли глубокое, то ли случайное, то ли знаменательное, могло выражать и счастье, и горе, и телесную боль, и озабоченность». Как оказалось позднее, она всего лишь вспомнила о том, что забыла сказать своему маклеру, чтобы он обменял пятипроцентную ренту на трёхпроцентную. Не в силах более терпеть муки неразделенной любви, Рафаэль отважился признаться Федоре в своих чувствах. Графиня ответила, что чувствует себя счастливой только в одиночестве и никому не намерена принадлежать.
Рафаэль признался Растиньяку, что мечтает покончить жизнь самоубийством. Приятель отговорил его этой идеи и предложил сыграть на последние деньги в игорном доме. Удача улыбнулась друзьям: они выиграли крупную сумму и окунулись в «вихрь удовольствий, одновременно и пустых, и реальных». Когда же деньги закончились, Рафаэль отправился в игорный дом, но проиграл последнюю монету и решил броситься с Королевского моста в Сену…
Повествование возвращается к тому моменту, когда Рафаэль находится в особняке Тайфера. Он достаёт из кармана кусок шагреневой кожи и изъявляет желание стать обладателем двухсот тысяч ежегодного дохода. Наутро нотариус Кардо сообщает публике, что Рафаэль стал полноправным наследником майора О’Флаэрти, скончавшегося накануне. Новоиспечённый богатей взглянул на шагрень и заметил, что она уменьшилась в размере. Его обдало призрачным холодком смерти, теперь «он мог все — и не хотел уже ничего».
Старый учитель Рафаэля, господин Порике, появился в роскошном особняке своего бывшего ученика, чтобы пообщаться с ним. От верного слуги он узнал, что «маркиз никого не принимает» и живет по раз и навсегда заведенному порядку. Кроме того, он запретил слугам задавать ему вопросы «Не хотите ли? Не желаете ли? Не изволите ли?». Почтенный старец пришёл просить у маркиза, чтобы тот похлопотал у министра о восстановлении его, Поррике, инспектором в провинциальном колледже. Рафаэль, утомлённый долгими излияниями старика, случайно вымолвил, что от души желает, чтобы ему удалось достигнуть восстановления в должности. Осознав сказанное, маркиз пришёл в ярость, когда он посмотрел на шагрень, она заметно уменьшилась. В театре он как-то встретил сухонького старика с молодыми глазами, тогда как в его взгляде нынче читались лишь отголоски отживших страстей. Старик вёл под руку знакомую Рафаэля — танцовщицу Евфрасию. На вопросительный взгляд маркиза старик ответил, что теперь он счастлив как юноша, и что он неверно понимал бытие: «Вся жизнь — в едином часе любви». Разглядывая публику, Рафаэль остановил взор на Феодоре, которая сидела с очередным поклонником, все такая же красивая и холодная. На соседнем кресле с Рафаэлем сидела прекрасная незнакомка, приковывающая восхищённые взгляды всех присутствующих мужчин. Это была Полина. Ее отец, в своё время командовавший эскадроном конных гренадеров императорской гвардии, был взят в плен казаками; по слухам ему удалось бежать и добраться до Индии. Вернувшись, он сделал дочь наследницей миллионного состояния. Они договорились встретиться в гостинице «Сен-Кантен», их прежнем жилище, хранившем воспоминания их бедности, Полина хотела передать бумаги, которые, переезжая, завещал ей Рафаэль.
Очутившись дома, Рафаэль с тоской взглянул на талисман и загадал, чтобы Полина любила его. Наутро его переполняла радость — талисман не уменьшился, значит, договор нарушен. Однажды в Итальянской опере Рафаэль встретил Полину, которая к тому времени превратилась в настоящую красавицу. Он был несказанно удивлен такой перемене, и потребовал от шагреневой кожи, чтобы девушка влюбилась в него, однако «кожа не пошевельнулась»: она не могла исполнить желание, которое уже сбылось. При встрече молодые люди признались друг другу в любви. Девушка рассказала, что из дальних странствий вернулся ее отец, она стала богатой наследницей и вправе «распорядиться своей судьбой», как ей заблагорассудится. Почувствовав «веяние счастья», Рафаэль сделал предложение своей возлюбленной, и она с радостью согласилась. Счастье молодого человека омрачала лишь шагреневая кожа, которая продолжала медленно, но верно уменьшаться в размерах. Отныне Рафаэль решил искать средства спасения у учёных, чтобы растянуть шагрень и продлить свою жизнь. Первым к кому он отправился, был господин Лавриль, «жрец зоологии». На вопрос о том, как остановить сужение кожи, Лавриль ответил: «Наука обширна, а жизнь человеческая очень коротка. Поэтому мы не претендуем на то, чтобы познать все явления природы». Вторым, к кому обратился маркиз, стал профессор механики Планшет. Попытка остановить сужение шагрени путём воздействия на неё гидравлического пресса не увенчалась успехом. Шагрень осталась цела и невредима. Поражённый немец ударил кожу кузнечным молотом, но на ней не осталось и следа повреждений. Подмастерье бросил кожу в каменноугольную топку, но даже из неё шагрень вынули совершенно невредимую. Химик Жафе сломал бритву, пытаясь надрезать кожу, пробовал рассечь ее электрическим током, подверг действию вольтова столба — все безрезультатно. Теперь Валантен уже ни во что не верил, стал искать повреждения своего организма и созвал врачей. Уже давно он стал замечать признаки чахотки, теперь это стало очевидно и ему и Полине. Врачи пришли к следующему заключению: «чтобы разбить окно, нужен был удар, а кто же его нанёс?» Они приписали пиявок, диету и перемену климата. Рафаэль в ответ на эти рекомендации саркастически улыбнулся.
Перемена климата не помогла Рафаэлю: его продолжали мучить жестокие приступы надрывного продолжительного кашля. К тому же его не приняло местное общество, и однажды он был вынужден принять вызов и убить на дуэли противника. Маркиз перебрался в другое место, и его последние дни были скрашены живописными пейзажами дикой природы. Когда же простые сельские жители, у которых Рафаэль снимал комнату, стали открыто его жалеть, «на следующий же день он отправился в Париж». Покинув воды, он поселился в сельской хижине Мон-Дора. Люди, у которых он жил, глубоко сочувствовали ему, а жалость — «чувство которое всего труднее выносить от других людей». Вскоре за ним приехал Ионафан и увёз своего хозяина домой. Переданные ему письма Полины, в которых она изливала свою любовь к нему, он бросил в камин. Изготовленный Бьяншоном раствор опия погрузил Рафаэля в искусственный сон на несколько дней. Старик слуга решил последовать совету Бьяншона и развлечь хозяина. Он созвал полный дом друзей, намечалось пышное пиршество, но увидевший это зрелище Валантен пришёл в неистовый гнев. Выпив порцию снотворного, он вновь погрузился в сон. Разбудила его Полина, он стал упрашивать ее покинуть его, показал клочок кожи ставший размером с «лист барвинка», она стала рассматривать талисман, а он, видя, как она прекрасна, не смог совладать с собой. «Полина, иди сюда! Полина!» — выкрикнул он, и талисман в ее руке стал сжиматься. Полина решила растерзать себе грудь, удавить себя шалью, чтобы умереть. Она решила, что если убьёт себя, он будет жив. Рафаэль же, видя все это, опьянел от страсти, бросился к ней и тут же умер.