《海邊的卡夫卡》分為奇數章和偶數章兩個故事交替展開，平行推進。
奇數章的主人公是壹位名叫田村卡夫卡的少年，故事以卡夫卡15歲的生日前獨自離家出走前開始。他獨自坐上了開往四國的巴士，出走的原因是為了尋找自己四歲時就已經拋棄自己的母親和姐姐，更是為了逃避他將弒父娶母的預言。卡夫卡四歲時母親帶著比自己年長的姐姐離家出走，不知何故，卻拋棄了自己的親生兒子，卡夫卡從來沒有見過母親的照片，甚至連名字也不知道。當他在甲村圖書館的每壹個房間裏安頓下來時，仿佛是命運在冥冥之中引導，他產生了館長佐伯是否就是當初離家出走的母親的疑問。她每天都與少年時代的佐伯的幽靈在夢中邂逅，終於，在壹天夜裏，他和處於睡眠狀態的佐伯發生了肉體關系。館長佐伯女士是位50多歲意趣高雅的美婦，有著波瀾曲折的神秘身世，最終在佐伯的勸說下，少年卡夫卡決定返回現實世界，開始新的生活。
偶數章以壹位名叫中田的人為中心展開，他在二戰期間讀小學時，經歷過壹次神秘的昏迷事件，不僅喪失了記憶，而且失去了全部的讀寫能力，在東京，依靠救濟勉強生活著，憑借能與貓交談的能力，他操起了尋找走失貓的副業。中田在神誌失控的情況下，與壹位自稱瓊尼沃客的奇異人物不期而遇，在他面前，瓊尼沃客用殘酷的手段將貓進行連續殺戮，中田不得已將他刺死。中田醒來後決定離開東京西下，在旅途中與長途卡車司機新野相識，並結伴來到高松縣，在高松縣，中田突然產生了尋找入口之石的念頭，新野在山德士上校的幫助下找到了石頭，並且將其帶回旅館。在中田的命令下，新野用盡全力打開了這塊入口之石。接著，在再次尋找中田腦中的某個地方的過程，他們到達了甲村圖書館，中田對佐伯說：“中田只有壹半影子，和您同樣。”他們都是分身壹般的存在。佐伯將記載著自己人生的三冊回憶錄交給中田之後，靜靜地死去，同新野在河灘上將回憶錄燒掉的中田也在沈睡中停止了呼吸。死後的中田嘴裏鉆出了壹個滑溜溜的白色生物，新野拼盡全力殺死了他，並將入口之石關閉。完成了中田臨終前的囑托。
家住東京中野村的田村卡夫卡還是四歲的時候，母親帶著比自己年長的姐姐離家出走，田村卡夫卡無力左右父母的離異，也無法選擇跟隨母親還是父親。最終，只能被動地接受命運，從此田村卡夫卡忍受著孤獨，在父親的冷酷與詛咒中成長。他離群索居，在學校，他是個好學生，但性格孤僻，沒有任何朋友，他做事有計劃，小心翼翼，也從來不惹是生非。而父親卻用希臘神話式的詛咒預感他的未來：“妳最終將殺死父親，並且玷汙妳的母親和姐姐。”田村卡夫卡為了逃避這個可怕的詛咒成為了世界上最頑強的15歲少年，田村卡夫卡壹個人乘坐長途大巴來到四國的高松縣，告別了過去，去尋找自由與自我。田村卡夫卡在離家出走之後，在前往四國的旅途上認識了鄰座壹個比他年齡稍大的女孩櫻花，離別之際櫻花還主動留下了聯系方式。在那之後的某壹個夜中田村卡夫卡夢到自己殺了他的父親，之後醒來發現自己躺在了花園小樹林裏，事實上，他的父親就是在那壹天死亡的，看著衣服上的血跡，不知所措。他首先是完全的驚嚇，想到了父親曾經對他的惡毒詛咒，戰戰兢兢之下，聯系了曾經在車上留下電話號碼的那個姐姐，即只有壹面之緣的櫻花來幫忙，並在櫻花家裏借宿壹晚，晚上睡覺的時候，兩個人***同睡在壹張床上，但是卻沒有發生性關系，而在田村卡夫卡的夢裏，他卻與櫻花發生了關系。田村卡夫卡懷疑自己。而後，田村卡夫卡在客房每夜都會見到壹個少女幽靈，壹個15歲的佐伯，並愛上了她，但白天看見現實的佐伯，他又發現少女佐伯潛伏在她的內心，田村卡夫卡搞不清自己究竟愛的是誰，佐伯與他交談，她說，她15歲時相信有通向另壹世界的入口，並試圖尋找入口。後來，田村卡夫卡在佐伯睡眠狀態下與她發生了性關系。
中田，出生在壹個較為富裕的城市家庭，二戰期間中田插班到三菱縣的壹所小學，在壹次集體野遊中，女教師因在無意識狀態下對中田施加暴力毆打，使他陷入了壹種魂體脫離的昏迷狀態，集體昏睡事件後，中田喪失了記憶，成為了壹個目不識丁的智障的人，無法與人交流，但卻能和貓對話，老人中田壹生靠政府補貼孤獨地生活著，天真純樸如嬰童的奇異老人中田靠壹點可憐的養金過著極其簡單的日子，連買電車票都不會，後來，他遇到了瓊尼沃客，這個人以殺貓為業，還錚錚有詞地說，我這麽殺貓，不僅僅是為了取樂，我之所以殺貓，是為了收集貓的靈魂，用收集來的貓魂做壹只特殊的笛子。其實，是田村卡夫卡的父親化身虐殺貓的變態瓊尼沃客，誘惑中田去他家看他肢解活貓，故意刺激中田，中田不堪忍受瓊尼沃客對貓的殘酷虐殺而將其殺死。瓊尼沃客死的時間正好和田村卡夫卡夢中殺了自己父親的時間吻合，殺人的時候，血噴到了中田的衣服和臉上，中田昏了過去，醒來後，卻發現身上壹滴血也沒有，同時發現，自己失去了跟貓講話溝通的能力。事故後，中田去自首，三言兩語間警察斷定中田精神有問題，就沒有在意，把他打發走了。之後，中天打算離開事發地，但是他不會坐公交車，各種詢問路人，遭遇不少白眼之後，才遇見幾個善良的好人，幫他指路，給他搭車。最後，遇見了壹個叫新野的貨車司機，因為見到中田想起自己剛過世的爺爺，加上中田具有與壹般人不同的奇特的吸引力，給了中田需要的諸多幫助。中田的目的地也是四國，在去的途中，中田準確地預言了兩次怪事：天上下活的沙丁魚，下螞蟥。為此，他感到有壹份責任，必須找到壹塊入口石，壹位外貌似肯德基創始人的山德士上校，自稱姑且以人的形體出現，不是神，也不是佛，職責就是管理世界與世界的相互關系的老人找到新野，讓他與壹位哲學系女大學生發生性關系，作為尋找入口石的開始。最後老人給了新野壹塊入口石，新野將入口石交給了中田。
為了躲避警察，田村卡夫卡再次由大島送到森林小屋，大島告誡田村卡夫卡森林裏極易迷路，切勿深入，二戰期間，曾經有兩個士兵演習時，在林中失蹤。管理員大島回到圖書館後，發現中田與新野也找到了這裏，中田與佐伯見面，佐伯回憶起中田就是那幅畫中的背景人物，並告訴他自己企圖與男友活在壹個完美無缺的圓圈中，因此，她打開了入口石，並為此受到了報應，20歲就終結了人生。她囑托中田，將她記錄20歲之後的人生的三冊原稿燒掉，之後，佐伯平靜地死去了。中田與新野遵囑燒掉了原稿，不久，中田在壹次沈睡中終止了呼吸並且中田死後，口中爬出了壹個白色的怪物。田村卡夫卡在森林裏沈思自己已經應驗了父親的詛咒，但恐怖和憤怒仍在折磨自己，自己將何去何從，他下定決心深入森林。遇到那兩個失蹤的士兵，他們聲稱留在這裏沒有打仗殺人，並把他領到了壹個住所，這裏與世隔絕，不會受任何傷害。此時，田村卡夫卡已經進入入口石的另壹個世界，接著，他所愛的15歲的佐伯出現在他的住所，為他洗衣做飯，表示願意隨叫隨到。但50歲的佐伯隨後也到來了，勸說田村卡夫卡返回現實世界，即使那裏無人愛他，佐伯承認她是他的母親，為年幼時拋棄他表示道歉，田村卡夫卡原諒了她。新野在壹頭貓的指點下，用入口石砸死了從中田屍體裏鉆出的白色怪物，完成了中田生前的囑托，關閉了另壹個世界的入口，田村卡夫卡因入口關閉得以離開虛幻的森林，回到甲村圖書館。
管理員大島告訴他，佐伯已經死了，遺言是把那幅畫贈給他，田村卡夫卡告別大島之後，與櫻花通過電話確立了姐弟關系，返回東京的家，決心成為新世界的壹部分。