Các sự kiện trong Đồi gió hú diễn ra qua lời kể của hai nhân vật, ông Lockwood và bà quản gia Ellen Dean, ngoài ra còn một số đoạn hồi tưởng của các nhân vật khác.
Tiểu thuyết bắt đầu bằng năm 1801, khi ông Lockwood tới sống tại trang trại Thrushcross, một căn nhà lớn vùng đồng cỏ hoang vắng xứ Yorkshire mà ông thuê từ người chủ đất Heathcliff, một người vốn sống trong một tòa nhà có tên Đồi gió hú. Lockwood qua đêm tại nhà của Heathcliff và trải qua một giấc mộng kinh hoàng khi hồn ma của Catherine Earnshaw cầu xin ông giúp nó vào nhà. Khi quay trở về Thrushcross, Lockwood đã đề nghị bà quản gia Ellen Dean kể lại câu chuyện của Heathcliff và Đồi gió hú.
Ellen bắt đầu câu chuyện bằng việc quay lại 30 năm trước đó, khi Heathcliff, một đứa trẻ bị bỏ rơi sống vất vưởng trên đường phố Liverpool được chủ nhân của Đồi gió hú, ông Earnshaw, nhặt về nuôi nấng và nhận làm con nuôi. Bản thân ông Earnshaw có hai người con ruột, trong đó người con gái út Catherine nhanh chóng trở thành bạn thân thiết của Heathcliff, còn người anh cả Hindley lại tỏ rõ thái độ thù địch, coi cậu là kẻ phá đám và xâm phạm quyền lợi của mình. Heathcliff sống ở Đồi gió hú được ba năm thì ông Earnshaw qua đời, Hindley (lúc này đã cưới vợ tên là Frances) nghiễm nhiên trở thành ông chủ của tòa nhà, đã không bỏ lỡ cơ hội này để đối xử tàn bạo với Heathcliff, coi anh chỉ như một kẻ làm công trong nhà. Trong khi đó, Catherine lại bắt quen với gia đình nhà Linton ở trang trại Thrushcross gần đó, chính họ đã bước đầu làm dịu đi tính cách hoang dại vốn có của cô. Catherine đặc biệt thân thiết với con trai cả có vẻ có học thức và hòa nhã của nhà Linton là Edgar Linton, người mà Heathcliff ngay lần gặp đầu tiên đã tỏ thái độ ác cảm.
Một năm sau đó, vợ của Hindley qua đời sau khi sinh hạ đứa con trai Hareton; khủng hoảng trước cái chết của Frances, Hindley bắt đầu nghiện rượu và bài bạc. Khoảng hai năm sau, Catherine đồng ý lời cầu hôn của Edgar và cô giúp việc Nelly biết rằng tin này sẽ là đòn chí mạng đối với Heathcliff, nhất là sau khi tình cờ nghe được lời giải thích của Catherine với Nelly rằng cô sẽ "mất danh giá" nếu cưới Heathcliff. Ngay khi nghe được điều này, Heathcliff bỏ đi mà không kịp nghe những tâm sự tiếp theo của Catherine về tình cảm tuyệt đối của cô dành cho anh.
Sau khi làm đám cưới với Edgar, Catherine ban đầu sống rất hạnh phúc cho đến khi Heathcliff quay trở lại với mục tiêu duy nhất là tiêu diệt tất cả những ai đã ngăn cản mình đến với người yêu. Lúc này Heathcliff đã trở thành người giàu có và còn tiếp tục âm mưu lừa ông Hindley để trở thành người chủ của Đồi gió hú. Trong âm mưu trả thù Edgar, Heathcliff đã quyến rũ em gái của Edgar là Isabella, khiến cô gái bỏ trốn trang trại Thrushcross để theo mình. Không lâu sau khi Heathcliff trở về Đồi gió hú, Catherine ốm nặng và qua đời chỉ vài giờ sau khi sinh con gái đầu lòng cho Edgar, cô bé cũng được đặt tên là Catherine, hay Cathy. Cái chết của Catherine làm Heathcliff càng trở nên độc ác và nung nấu âm mưu trả thù. Ông ta cưới Isabella và hành hạ cô sau khi cưới đến mức cô phải bỏ trốn và sau đó cho ra đời Linton, đứa con trai thực sự của Heathcliff. Trong khoảng thời gian này, Hindley chết, Heathcliff trở thành chủ nhân mới của Đồi gió hú, ông ta nuôi dạy con trai của Hindley là Hareton với tất cả lòng căm thù đã chất chứa trong những năm sống ở nhà Earnshaw.
Khoảng 13 năm sau khi Linton ra đời, Isabella chết vì bệnh tật. Mặc dù nguyện vọng của cô là gửi con cho người anh Edgar nuôi dưỡng nhưng Heathcliff đã giành lấy đứa trẻ ốm yếu để tự tay nuôi dưỡng nó trên Đồi gió hú. Khinh rẻ chính con đẻ của mình, Heathcliff chỉ coi Linton như phương tiện để ông ta trả thù Edgar và cướp đoạt gia sản của kẻ thù bằng cách ép buộc cô gái trẻ Cathy, con của Edgar, phải làm đám cưới với Linton. Vài ngày sau khi Cathy và Linton lấy nhau, Edgar qua đời và Heathcliff chiếm được cả quyền sở hữu trang trại Thrushcross. Một tháng sau khi Edgar chết, Linton ốm yếu cũng qua đời và để lại vợ như một người tù giam lỏng trong Đồi gió hú.
Ellen kết thúc kể chuyện. Tiểu thuyết quay trở lại lời kể của ông Lockwood. Trong một lần đến Đồi gió hú sau 8 tháng không ghé thăm, ông Lockwood lại được Ellen kể lại đoạn cuối của cuộc đời Heathcliff. Cũng như mối quan hệ của mẹ mình với Heathcliff trước kia, Cathy dần dần trở nên thân thiết với Hareton cục mịch vô học do sự dạy dỗ của Heathcliff. Chẳng bao lâu sau ông chủ của Đồi gió hú qua đời, Heathcliff được chôn cạnh Catherine như ước nguyện của Heathcliff lúc còn sống. Tiểu thuyết khép lại với chuyến ghé thăm của ông Lockwood tới ba ngôi mộ của Catherine, Heathcliff và Edgar nằm cạnh nhau.
