Lenz ist auf der Reise in das kleine Bergdorf Waldbach (in Wirklichkeit Waldersbach) zum Pfarrer Oberlin. Der Weg führt ihn durch das winterliche Gebirge, dessen Unwirtlichkeit und Kälte er nicht spürt. Das Gefühl für Raum und Zeit geht Lenz verloren, er hört die Stimmen der Felsen, sieht die Wolken jagen und in der Sonne ein gleißend Schwert, das die Landschaft schneidet. Die eigene völlige Erschöpfung dringt nicht mehr in sein Bewusstsein, sondern wird Teil des Weltalls, Ausgangspunkt kürzester Augenblicke höchster Glücksgefühle und langer Phasen der Gleichgültigkeit. Der Abend bringt ihm Einsamkeit und Angst, seine Schritte werden ihm wie Donnergrollen, es ist ihm, als jage der Wahnsinn auf Rossen hinter ihm.
Als er im Dorf ankommt, heißt ihn Oberlin willkommen – dortiger Pfarrer und Kenner der Lenzschen Dramen. Im Pfarrhause nimmt Lenz die Gegenüber fast schmerzhaft überdeutlich wahr, doch nach und nach beruhigt er sich, eine kindliche Freude erwacht in ihm durch sein lebhaftes Erzählen aus der Heimat, das seine Gedanken weit fort in die Vergangenheit schickt.
Einen Rückfall erlebt er, als er sein einsames Zimmer in einem Schulgebäude bezieht, wo die Erinnerungen an den schönen Abend schnell wieder der unnennbaren Angst weichen – er ist voll Unruhe. Seine Wahrnehmung stabilisiert sich, als er sich Schmerzen zufügt und schließlich in den kalten Brunnen taucht – Handlungen des Instinktes, die ihn wieder zu sich kommen lassen.
Eine gewisse Ablenkung, einen Zustand des Erträglichen verschaffen ihm die Tage. Einem Theaterspiel gleich nimmt er die Menschen um sich und ihren Alltag wahr, wird als Begleiter Oberlins selbst zum Akteur, ohne in dieses Leben eintauchen zu können. Demgegenüber werden ihm die Nächte zur Qual: Seine Wahrnehmung löst sich von der Realität, macht sie zum Traum, der Alp des Wahnsinns setzt sich zu seinen Füßen. Doch Lenz lebt sich ein, erinnert sich an die Erlebnisse der Tage, schöpft Hoffnung.
In den nächsten Tagen verbessert sich sein Zustand. Lenz genießt die Nähe seines Seelsorgers Oberlin und empfindet die Natur und die Bewohner des Steintals als mächtige Ruhe. Dieses Empfinden wird für ihn zum Idealzustand. Doch mit einsetzender Dunkelheit überfallen ihn wieder Angstzustände und die Ahnung einer unabwendbaren Erkrankung verstärkt sich bei ihm. Lenz versucht sich Oberlin als Vorbild zu nehmen, die Natur als Geschenk Gottes anzusehen und die entstehenden Ängste mit Hilfe der Bibel abzuwenden. Er erkennt, dass dies seine letzte Möglichkeit zur Selbsttherapie ist, jedoch kann dieses „süße unendliche Gefühl des Wohls“ nur kurz anhalten und die Verzweiflung und das Selbstmitleid über seine Einsamkeit nehmen überhand.
Ein zentraler Moment der Erzählung ist Christof Kaufmanns Besuch. Im Gespräch über Kunst, im Speziellen über Shakespeare und Goethe, kann Lenz sich konzentrieren. Er spricht leidenschaftlich und gelöst. Nur in der Schriftstellerei kann Lenz seine Identität gewinnen, nicht aber in der Wirklichkeit. Als Kaufmann ihn auffordert, zu seinem Vater zurückzukehren, bricht er das Gespräch ab. Er empfindet den Aufenthalt in diesem kleinen Bergdorf als einzige Möglichkeit, sich vor seiner „Tollheit“ zu retten, in die ihn das bürgerliche Leben treiben würde. Am nächsten Tag brechen Oberlin und Kaufmann zu einer Reise in die Schweiz auf. Lenz begleitet sie ein Stück des Wegs. Auf seinem Heimweg übernachtet er im Dorf Fouday bei Leuten, wo ein todkrankes Mädchen im Fieber liegt. Wenig später erfährt er vom Tod eines kleinen Mädchens. Er fasst die fixe Idee, „wie ein Büßender“ mit aschebeschmiertem Gesicht nach Fouday zu pilgern und wie Jesus das Mädchen wieder zum Leben zu erwecken. Die Erfahrung, unfähig zu sein, sie wieder ins Leben zurückzuholen, treibt ihn zu wilden Gotteslästerungen und lässt ihn endgültig zum Atheisten werden: "Lenz musste laut lachen, und mit dem Lachen griff der Atheismus in ihn und fasste ihn ganz sicher und ruhig und fest."
Als Oberlin aus der Schweiz zurückkommt und den Geisteszustand von Lenz bemerkt, verweist er ihn an Jesus, denn dieser sei für die Vergebung der Abgefallenen gestorben. Nachdem Lenz Oberlin nach dem Zustand des "Frauenzimmers" fragt, worauf dieser ihm antwortet, dass er nichts wisse, gesteht Lenz den Mord an seiner Geliebten, die er wegen seiner Eifersucht und weil sie noch einen anderen liebte, getötet habe: "Verfluchte Eifersucht, ich habe sie aufgeopfert – sie liebte noch einen anderen – ich liebte sie, sie war´s würdig – o gute Mutter, auch die liebte mich. Ich bin ein Mörder." Dieser Mord ist nur ein Produkt von Lenz' Wahnvorstellungen. Von nun an gibt es nur noch kurze Momente, in denen Lenz bei klarem Verstand ist. Die Ruhe, die er „aus der Stille des Tales und der Nähe Oberlins“ geschöpft hat, wirkt nicht mehr auf ihn. Nach einem erneuten Selbstmordversuch lässt Oberlin Lenz nach Straßburg transportieren. Lenz reagiert nur noch mit Apathie und Leere. Die Abendlandschaft berührt ihn nicht mehr. Der berühmt gewordene Schlusssatz von Büchners Text lautet: „Er schien ganz vernünftig, sprach mit den Leuten; er tat Alles wie es die Anderen taten, es war aber eine entsetzliche Leere in ihm, er fühlte keine Angst mehr, kein Verlangen; sein Dasein war ihm eine notwendige Last – So lebte er hin.“
