De vertelster begint haar dagboek door zich te verbazen over de grootsheid van het huis en de grond die haar man heeft genomen voor hun zomervakantie. Ze beschrijft het in romantische termen als een aristocratisch landgoed of zelfs een spookhuis en vraagt zich af hoe ze het zich hebben kunnen veroorloven, en waarom het huis al zo lang leeg staat. Haar gevoel dat er “iets vreemds” aan de situatie is, brengt haar tot een discussie over haar ziekte – ze lijdt aan een “nerveuze depressie” – en over haar hertrouwen. Ze klaagt dat haar man John, die ook haar dokter is, zowel haar ziekte als haar gedachten en zorgen in het algemeen kleineert. Ze plaatst zijn praktische, rationalistische manier van doen tegenover haar eigen fantasierijke, gevoelige manieren. Haar behandeling vereist dat ze bijna niets actiefs doet, en ze mag vooral niet werken en schrijven. Ze voelt dat activiteit, vrijheid en interessant werk haar toestand zouden helpen en onthult dat ze haar geheime dagboek is begonnen om “haar geest te verlichten”. In een poging om dat te doen, begint de vertelster het huis te beschrijven. Haar beschrijving is overwegend positief, maar verontrustende elementen zoals de “ringen en dingen” in de slaapkamermuren, en de tralies voor de ramen, blijven opduiken. Ze is vooral verontrust door het gele behang in de slaapkamer, met zijn vreemde, vormloze patroon, en beschrijft het als “weerzinwekkend”. Maar al snel worden haar gedachten onderbroken door Johns nadering en is ze gedwongen te stoppen met schrijven.

Terwijl de eerste weken van de zomer verstrijken, wordt de vertelster goed in het verbergen van haar dagboek, en daarmee in het verbergen van haar ware gedachten voor John. Ze blijft verlangen naar meer stimulerend gezelschap en activiteit, en ze klaagt opnieuw over John’s spartelende, controlerende manieren – hoewel ze onmiddellijk terugkeert naar het behang, dat niet alleen lelijk begint te lijken, maar vreemd genoeg ook dreigend. Ze zegt dat John zich zorgen maakt over het feit dat ze erdoor gefixeerd raakt, en dat hij zelfs geweigerd heeft de kamer opnieuw te behangen om niet toe te geven aan haar neurotische zorgen. De verbeelding van de vertelster is echter geprikkeld. Ze vertelt dat ze ervan geniet zich mensen voor te stellen op de trottoirs rond het huis en dat John dergelijke fantasieën altijd ontmoedigt. Ze denkt ook terug aan haar kindertijd, toen ze zich een verschrikking kon maken door zich dingen in het donker voor te stellen. Als ze de slaapkamer beschrijft, die volgens haar een kinderkamer moet zijn geweest, wijst ze erop dat het papier op sommige plekken van de muur is gescheurd, dat er krassen en groeven in de vloer zitten en dat de meubels zwaar en vaststaand zijn. Net als ze een vreemd subpatroon begint te zien achter het hoofdmotief van het behang, wordt haar schrijven weer onderbroken, dit keer door Jennie, de zus van John, die als huishoudster en verpleegster voor de vertelster optreedt.

Als de Fourth of July voorbij is, meldt de vertelster dat haar familie net op bezoek is geweest, waardoor ze vermoeider dan ooit is. John dreigt haar naar Weir Mitchell te sturen, de echte arts onder wiens hoede Gilman een zenuwinzinking had.De vertelster is het grootste deel van de tijd alleen en zegt dat ze bijna dol is geworden op het behang en dat het proberen te achterhalen van het patroon haar voornaamste vermaak is geworden. Naarmate haar obsessie groeit, wordt het subpatroon van het behang duidelijker. Het begint te lijken op een vrouw die “bukt en kruipt” achter het hoofdpatroon, dat lijkt op de tralies van een kooi. Telkens als de verteller haar bezorgdheid over het verlaten van het huis ter sprake wil brengen, maakt John er korte metten mee en legt hij haar het zwijgen op. Telkens als hij dat doet, groeit haar walgende fascinatie voor het papier.

Toen overheerst het behang de verbeelding van de verteller. Ze wordt obsessief en geheimzinnig, verbergt haar belangstelling voor het papier en zorgt ervoor dat niemand anders het onderzoekt, zodat ze het zelf kan “uitzoeken”. Op een gegeven moment schrikt ze Jennie af, die het behang heeft aangeraakt en vertelt dat ze gele vlekken op hun kleren heeft gevonden. John denkt dat de fixatie van de verteller haar kalmeert en dat ze aan de beterende hand is. Maar ze slaapt steeds minder en is ervan overtuigd dat ze het papier in het hele huis kan ruiken, zelfs buiten. Ze ontdekt een vreemde veeg op het papier, die door de hele kamer loopt, alsof iemand die tegen de muur kruipt er overheen heeft gewreven.

Het subpatroon lijkt nu duidelijk op een vrouw die achter het hoofdpatroon vandaan probeert te komen. De verteller ziet haar ’s nachts aan de tralies schudden en overdag rondkruipen, wanneer de vrouw even kan ontsnappen. Dan vertelt de vertelster dat ook zij wel eens rondsluipt. Ze vermoedt dat John en Jennie op de hoogte zijn van haar obsessie, en ze besluit het papier voor eens en altijd te vernietigen door er ’s nachts veel van af te pellen. De volgende dag slaagt ze erin alleen te zijn en raakt in een soort roes, bijtend en scheurend aan het papier om de gevangen vrouw te bevrijden, die ze vanuit het patroon ziet worstelen.

Op het eind is de vertelster hopeloos krankzinnig, ervan overtuigd dat er vele krijsende vrouwen rondlopen en dat zijzelf uit het behang is gekomen – dat zijzelf de gevangen vrouw is. Ze sluipt eindeloos door de kamer, terwijl ze het behang bevuilt. Als John in de afgesloten kamer inbreekt en de volledige horror van de situatie ziet, valt hij flauw in de deuropening, zodat de verteller “elke keer over hem moet huilen!”