События поэмы происходят в ноябре 1824 года в России, в Петербурге. «На берегу пустынных волн» Невы стоит Петр и думает о городе, который будет здесь построен и который станет окном России в Европу. Прошло сто лет, и город «из тьмы лесов, из топи блат / Вознёсся пышно, горделиво». Творенье Петра прекрасно, это торжество гармонии и света, пришедшее на смену хаосу и тьме. Ноябрь в Петербурге дышал холодом, Нева плескалась и шумела. Поздним вечером возвращается домой в свою каморку в бедном районе Петербурга, называемом Коломной, мелкий чиновник по имени Евгений. Когда-то род его был знатен, но сейчас даже воспоминание об этом стёрлось, а сам Евгений дичится знатных людей. Он ложится, но не может заснуть, развлечённый мыслями о своём положении, о том, что с прибывающей реки сняли мосты и что это на два-три дня разлучит его с возлюбленной, Парашей, живущей на другом берегу. Мысль о Параше рождает мечты о женитьбе и о будущей счастливой и скромной жизни в кругу семьи, вместе с любящей и любимой женой и детьми.
Наконец, убаюканный сладкими мыслями, Евгений засыпает. «Редеет мгла ненастной ночи / И бледный день уж настает...» Наставший день приносит страшное несчастье. Нева, не одолев силы ветра, преградившего ей путь в залив, хлынула на город и затопила его. Погода свирепела все больше, и скоро весь Петербург оказался под водой. Разбушевавшиеся волны ведут себя, как солдаты неприятельской армии, которая взяла город штурмом. Народ видит в этом Божий гнев и ждёт казни. Царь, правивший в тот год Россией, выходит на балкон дворца и говорит, что «с Божией стихией / Царям не совладеть». В это время на Петровой площади верхом на мраморном изваянии льва у крыльца нового роскошного дома сидит недвижный Евгений, не чувствуя, как ветер сорвал с него шляпу, как поднимающаяся вода мочит его подошвы, как дождь хлещет ему в лицо.
Он смотрит на противоположный берег Невы, где совсем близко от воды живут в своём бедном домишке его возлюбленная со своей матерью. Как будто околдованный мрачными мыслями, Евгений не может сдвинуться с места, а спиной к нему, возвышаясь над стихией, «стоит с простёртою рукою кумир на бронзовом коне». Но вот наконец Нева вошла в берега, вода спала, и Евгений, замирая душой, спешит к реке, находит лодочника и переправляется на другой берег.
Он бежит по улице и не может узнать знакомых мест. Все разрушено наводнением, кругом все напоминает поле сражения, валяются тела. Евгений спешит туда, где стоял знакомый домик, но не находит его. Он видит иву, росшую у ворот, но нет самих ворот. Не в силах перенести потрясения, Евгений захохотал, лишившись рассудка. Новый день, встающий над Петербургом, уже не находит следов давешних разрушений, все приведено в порядок, город зажил привычной жизнью. Лишь Евгений не устоял против потрясений. Он скитается по городу, полный мрачных дум, и в ушах его все время раздаётся шум бури. Так в скитаниях проводит он неделю, месяц, бродит, питается подаянием, спит на пристани. Злые дети бросают ему камни вслед, а кучера хлещут плетьми, но, кажется, он ничего этого не замечает. Его все ещё оглушает внутренняя тревога. Однажды ближе к осени, в ненастную погоду, Евгений просыпается и живо вспоминает прошлогодний ужас.
Он встаёт, торопливо бродит и внезапно видит дом, перед крыльцом которого стоят мраморные изваяния львов с поднятыми лапами, и «над ограждённою скалою» на бронзовом коне сидит всадник с простёртою рукой. Мысли Евгения внезапно проясняются, он узнает это место и того, «чьей волей роковой / Под морем город основался...». Евгений обходит вокруг подножия памятника, дико глядя на изваяние, он чувствует необычайное волнение и гнев и в гневе грозит памятнику, но вдруг ему показалось, что лицо грозного царя обращается к нему, а в глазах его сверкает гнев, и Евгений бросается прочь, слыша за собой тяжёлый топот медных копыт. И всю ночь несчастный мечется по городу и ему кажется, что всадник с тяжёлым топотом скачет за ним повсюду. И с этой поры, если случалось ему проходить по площади, на которой стоит изваяние, он смущённо снимал перед ним картуз и прижимал руку к сердцу, как бы прося прощения у грозного истукана. На взморье виден малый пустынный остров, куда иногда причаливают рыбаки. Герой так и не смог пережить потерю и прийти в себя. Мертвого «безумца» Евгения нашли весной у порога ветхой лачуги, которую наводнение занесло на безлюдный остров у взморья. Здесь же, на острове, его и похоронили.