Le héros est Étienne Lantier, fils de Gervaise Macquart et d'Auguste Lantier (voir l'Assommoir). Comme la plupart des membres de la branche Macquart, il a hérité d'une folie discernable dans son regard, qui peut tourner à la violence meurtrière sous l'effet de la boisson ou de la colère. Chassé d'un atelier de chemin de fer à Lille pour avoir giflé un de ses supérieurs, il arrive un soir à Montsou, dans le bassin minier du Voreux, où il sera embauché comme herscheur (celui qui pousse les wagonnets) grâce à Maheu, qui se prend d'amitié pour lui. Ouvrier irréprochable, Étienne se passionne pour le socialisme. Il est en contact avec son ancien contremaître Pluchart, qui lui envoie des livres et des brochures qu'il lit avec avidité mais sans méthode; logé chez l'aubergiste Rasseneur, il a de longues conversations avec l'anarchiste Souvarine, partisan de l'action violente. Lorsque la grève éclate, il en est le leader tout désigné. Elle dure plusieurs semaines sans que rien ne se passe puis en un jour, bascule dans l'anarchie. Etienne portera ainsi cette grève du début, jusqu'à son échec final, qui lui sera injustement reproché par les autres mineurs.

Le roman est en même temps une histoire d'amour à la fin tragique. Étienne s'est épris de Catherine, fille des Maheu, un sentiment réciproque. Celle-ci est néanmoins possédée, malgré son jeune âge (quinze ans) par Chaval, un homme brutal et jaloux. Après l'échec de la grève, et alors que le travail a repris, Souvarine fait exploser le puits du Voreux, où Étienne et Catherine se retrouvent enfermés avec Chaval. Dans un accès de folie, Étienne fracasse le crâne de Chaval. Leur amour se retrouve libéré de toute contrainte, mais Catherine, agonisante, s'éteint peu après, dans les boyaux de la mine.

Le roman se termine par une note d'espoir justifiant le titre que lui a donné Zola : de même que les graines germent pour donner le blé et les autres plantes nourricières, la révolte des mineurs porte en germe d'autres luttes, plus vastes, qui changeront un jour le monde :

« Des hommes poussaient, une armée noire, vengeresse, qui germait lentement dans les sillons, grandissant pour les récoltes du siècle futur, et dont la germination allait faire bientôt éclater la terre. »