O narrador começa o seu diário maravilhando-se com a grandeza da casa e com os terrenos que o seu marido tirou para as suas férias de Verão. Descreve-o inromântico como uma propriedade aristocrática ou mesmo uma casa assombrada e interroga-se como é que eles a puderam pagar, e porque é que a casa esteve vazia durante tanto tempo. A sua sensação de que há “algo de estranho” na situação leva-a a adiscussões sobre a sua doença – ela sofre de “depressão nervosa” – e de hermarriage. Ela queixa-se de que o seu marido John, que também é seu médico, menospreza tanto a sua doença como os seus pensamentos e preocupações em geral. Ela contrasta a sua maneira prática e racionalista com os seus próprios modos imaginativos e sensíveis. Os maus tratos exigem que ela não faça quase nada de activo, e é especialmente proibida de trabalhar e escrever. Ela sente que a actividade, liberdade e trabalho interessante ajudariam a sua condição e revela que começou o seu diário secreto a fim de “aliviar a sua mente”. Numa tentativa de o fazer, a narradora começa a descrever a casa. A sua descrição é sobretudo positiva, mas elementos perturbadores como os “anéis e coisas” nas paredes dos quartos, e as barras nas janelas, continuam a aparecer. Ela é particularmente perturbada pelo papel de parede amarelo no quarto de dormir, com o seu padrão estranho, sem forma, e descreve-o como “revoltante”. Em breve, contudo, os seus pensamentos são interrompidos pela abordagem de John, e ela é forçada a parar de escrever.
Como as primeiras semanas do Verão passam, a narradora torna-se boa a esconder o diário, e assim esconde os seus verdadeiros pensamentos de John. Ela continua a formar uma companhia e actividade muito estimulantes, e volta a queixar-se de John’spatronizing, controlando os caminhos – embora regresse imediatamente ao papel de parede, que começa a parecer não só feio, mas estranhamente ameaçador. Ela menciona que John está preocupado com a sua fixação, e que ele até se recusou a repapertar o quarto para não ceder às suas preocupações neuróticas. A imaginação do narrador, contudo, tem sido despertada. Ela menciona que gosta de imaginar pessoas nas passarelas da casa e que John desencoraja sempre tais fantasias. Ela também se lembra da sua infância, quando foi capaz de se transformar num terror ao imaginar coisas no escuro. Ao descrever o quarto de dormir, que segundo ela deve ter sido um berçário para crianças pequenas, ela assinala que o papel é arrancado da parede em manchas, há arranhões e goivaduras no chão, e a mobília é pesada e fixa no lugar. Assim que ela começa a ver um estranho sub-padrão atrás do desenho principal do papel de parede, a sua escrita é novamente interrompida, desta vez pela irmã de John, Jennie, que está a actuar como governanta e enfermeira do narrador.
p>Como o 4 de Julho passa, o narrador relata que a sua família acabou de a visitar, deixando-a mais cansada do que nunca. John ameaça mandá-la para WeirMitchell, o médico da vida real sob cujos cuidados Gilman teve um colapso nervoso. A narradora está sozinha a maior parte do tempo e diz que se tornou quase apaixonada pelo papel de parede e que a tentativa de descobrir o seu padrão se tornou a sua principal diversão. À medida que a sua obsessão cresce, o sub-padrão do papel de parede torna-se mais claro. Começa a parecer-se com uma mulher “inclinando-se e rastejando” atrás do padrão principal, que se parece com as barras de uma gaiola. Sempre que o narrador tenta discutir a saída da casa, John faz luz sobre as suas preocupações, silenciando-a efectivamente. Cada vez que o faz, cresce o seu fascínio enojado pelo papel.
Em breve o papel de parede domina a imaginação do narrador. Torna-se possessiva e reservada, escondendo o seu interesse pelo papel e certificando-se de que ninguém o examina para que ela possa “descobrir” por si própria. A certa altura, a estrelada Jennie, que tinha estado a tocar no papel de parede e que menciona que ela tinha encontrado manchas amarelas nas suas roupas. Enganando a fixação da narradora pela sua fortranquilidade, John pensa que ela está a melhorar. Mas ela dorme cada vez menos e está convencida de que consegue cheirar o papel por toda a casa, mesmo lá fora. Descobre uma estranha mancha no papel, correndo por toda a sala, como se o ithad tivesse sido esfregado por alguém a rastejar contra a parede.
O sub-padrão agora assemelha-se claramente a uma mulher que está a tentar sair por detrás do padrão principal. O narrador vê-a a abanar os bares à noite e a crivar durante o dia, quando a mulher é capaz de escapar brevemente. Depois, o narrador menciona que ela, por vezes, também se rasteja por aí. Ela suspeita que John e Jennie estão cientes da sua obsessão, e resolve destruir o papel de uma vez por todas, descascando grande parte dele durante a noite. No dia seguinte, consegue ficar sozinha e entra num frenesim, mordendo e rasgando o papel para libertar a mulher encurralada, que vê a lutar de dentro do padrão.
No final, o narrador está irremediavelmente louco, convencido de que há mulheres maníacas por perto e que ela própria saiu do papel de parede – que ela própria é a mulher encurralada. Ela rasteja infinitamente pela sala, manchando o papel de parede à medida que avança. Quando John entra na sala trancada e vê o fullhor da situação, desmaia à porta, de modo que o narrador tem “tocreep sobre ele todas as vezes”