Deux promeneurs font connaissance et se découvrent de multiples points communs. Devenus amis, Bouvard et Pécuchet, grâce à un héritage, quittent leur métier de copistes et acquièrent une maison à Chavignolles, non loin de Caen.
Soumis à des pertes financières considérables liées à leurs premières expériences dans l'agriculture, les deux néophytes décident de se lancer dans l'arboriculture et la création d'un jardin paysager quelque peu insolite.
Après l'échec de leurs diverses expérimentations, notamment celles autour de la chimie, Bouvard et Pécuchet s'intéressent à l'anatomie et à la médecine.
Les deux amis renoncent à la pratique de la médecine et se plongent dans la lecture de nouveaux documents : ils se lancent dans l'exploration de nouvelles disciplines scientifiques comme la géologie, la préhistoire et l'archéologie.
Bouvard et Pécuchet délaissent les antiquités pour s’intéresser à la grande Histoire, puis, cherchant quelque chose de plus exaltant, ils se lancent dans le théâtre.
Face à la difficulté d'écrire, le projet de composition théâtrale est vite abandonné. Les deux amis s’intéressent alors à l'amour : ils vivent chacun une histoire sentimentale qui se solde par un insuccès.
Déçus par les femmes, Bouvard et Pécuchet décident de s'occuper de leur corps en pratiquant des séances d'hydrothérapie et de gymnastique. Ils s'initient également aux sciences dîtes «occultes ».
Bouvard et Pécuchet se passionnent pour la philosophie, la logique et la spiritualité. Mais, dévorés par le doute, ils sont peu à peu hantés par l'idée de la mort.
Sauvés par la messe de minuit, les deux compères glissent sur le chemin de la conversion et de la piété !
Déçus dans leur élan mystique, Bouvard et Pécuchet se détournent du catholicisme. Émus par le sort de deux orphelins, les deux amis obtiennent le droit de se charger de leur éducation. L'entreprise se révèle plus compliquée que prévue...