Après avoir fait de longs voyages, Antoine Roquentin s'est fixé à Bouville, au milieu des féroces gens de bien. Il habite près de la gare, dans un hôtel de commis voyageurs, et fait une thèse d'histoire sur un aventurier du XVIII^e siècle, M. de Rollebon. Son travail le conduit souvent à la bibliothèque municipale, où son ami l'Autodidacte, un humaniste, s'instruit en lisant les livres par ordre alphabétique. Le soir, Roquentin va s'asseoir à une table du «Rendez-vous des Cheminots» pour entendre un disque – toujours le même : Some of these days. Et parfois, il monte avec la patronne du bistrot dans une chambre du premier étage. Depuis quatre ans, Anny, la femme qu'il aime, a disparu. Elle voulait toujours qu'il y eût des «moments parfaits» et s'épuisait, à chaque instant, en efforts minutieux et vains pour recomposer le monde autour d'elle. Ils se sont quittés ; à présent Roquentin perd son passé goutte à goutte, il s'enfonce tous les jours davantage dans un étrange et louche présent. Sa vie même n'a plus de sens : il croyait avoir eu de belles aventures ; mais il n'y a pas d'aventures, il n'y a que des «histoires». Il s'accroche à M. de Robellon : le mort doit justifier le vivant.
Alors commence sa véritable aventure, une métamorphose insinuante et doucement horrible de toutes ses sensations ; c'est la Nausée, ça vous saisit par-derrière et puis on flotte dans une tiède mare de temps. Est-ce Roquentin qui a changé? est-ce le monde? Des murs, des jardins, des cafés sont brusquement pris de nausée ; une autre fois il se réveille dans une journée maléfique : quelque chose a pourri dans l'air, dans la lumière, dans les gestes des gens. M. de Rollebon meurt pour la seconde fois ; un mort ne peut jamais justifier un vivant. Roquentin se traîne au hasard des rues, volumineux et injustifiable. Et puis, le premier jour du printemps, il comprend le sens de son aventure : la Nausée, c'est l'Existence qui se dévoile.