El núcleo argumental de la novela es el idilio entre una mestiza de singular belleza, Cecilia Valdés, y un joven blanco y rico, Leonardo Gamboa, estudiante del Seminario de San Carlos (la institución docente más significada por entonces), que resultan ser hermanos. Es la época del general Vives, Capitán General de la Isla de Cuba. Alrededor de este núcleo se desarrollan otras acciones y se relatan episodios diversos que dan amenidad al conjunto. El idilio se resuelve en un trágico desenlace: Cecilia Valdés, burlada por el rico joven, cuenta su desventura a José Dolores Pimienta, un músico que era su platónico amador. José Dolores, sin atender a las súplicas de la joven, da muerte a su burlador cuando se dispone a desposarse con una muchacha perteneciente a las clases pudientes de la Isla.

En la técnica de esta novela se aprecia la influencia que en el autor ejerció Walter Scott. A través de sus capítulos (encabezados con lemas que recogen pensamientos de diversos autores universales) pasan las costumbres cubanas en la ciudad y en el campo, con todas sus peculiaridades, en las distintas clases sociales; los altos ideales de quienes aspiraban a una superación colectiva se cruzan con los vicios, las crueldades, la esclavitud, la insania gubernamental y las prerrogativas de los privilegiados. Inspirada en la novela y con el mismo título, el músico cubano Gonzalo Roig compuso una zarzuela que a su estreno obtuvo un gran éxito.