Sommeren 1849 truer kolera byen og folket i London. Myndighetene responderer ved å slippe millioner av liter kloakk ut i Themsen - som for mange londonere er den eneste kilden til drikkevann. Joshua Jeavons, en ung og idealistisk ingeniør, setter ut på en besettende jakt etter årsaken til epidemien. I sitt arbeid, preget av forvirring, opplever han utfordringer i sitt private liv, preget av sin vakre brud Isobellas uforklarlige kulde. Når hun plutselig forsvinner, tvinges han inn i en desperat søken etter henne, som tar ham med inn i en underverden fylt med slumbeboere, lommetyve og skraphandlere fra Londons underjordiske riker.