Staś Tarkowski (14 lata) i Nel Rawlison (8 lat) to dzieci dwóch inżynierów, pracujących w Port-Said przy budowie Kanału Sueskiego. Chłopiec opowiada dziewczynce o aresztowaniu Fatmy i jej dzieci. Kobieta jest krewną Mahdiego (przywódcy powstania przeciw rządowi egipskiemu) i rząd chce wymienić ją na zakładników przetrzymywanych przez powstańców w Chartumie. Kilka dni później dzieci dowiadują się o planowanym przez ojców wyjeździe do pobliskiego Medinet. Tego samego dnia w domu Rawlisona pojawia się Fatma z prośbą o wstawiennictwo. Inżynier obiecuje pomoc nie wiedząc, że kobieta planuje porwanie obecnych podczas kolacji dzieci.
Wkrótce dzieci wyruszają do Kairu na spotkanie rodziców (z podróży rezygnuje pani Olivier – guwernantka Nel, ukąszona przez skorpiona). Podczas podróży pociągiem Staś poznaje dwóch angielskich oficerów. Kapitan Glen i doktor Clary są pod wrażeniem wiedzy Stasia i urody małej Nel, obydwaj obiecują odwiedzić rodziców dzieci. W Medinet następuje spotkanie małych podróżników z inżynierami. Zbliżają się święta Bożego Narodzenia, Nel otrzymuje od pana Tarkowskiego niezwykły prezent – ogromnego mastifa o imieniu Saba. Po kilku dniach okazuje się, że inżynierowie muszą wyjechać. Dzieci pozostają pod opieką służącego Chamisa.
Pewnego dnia Chamis przynosi informację o konieczności wyjazdu sugerując, że inżynierowie chcą spotkać się z dziećmi w miejscowości El-Gharak. Grupa wyrusza koleją, na miejscu dzieci przesiadają się na wielbłądy i wyruszają w podróż. Chamisowi towarzyszą dwaj Beduini oraz przewodnicy wielbłądów – Sudańczycy Idrys i Gebhr. Gdy karawana rusza w kierunku pustyni, okazuje się, że dzieci porwano. Po kilku dniach straszna informacja dociera do inżynierów, mężczyźni postanawiają wyruszyć w pościg i wysyłają telegrafy do wszystkich posterunków wojskowych wzdłuż Nilu.
Podróż karawany trwa. Podczas jazdy Staś upuszcza na ziemię swoje rękawice, prosi o to samo Nel. Niestety ślady odnajduje Gebhr i w czasie postoju uderza dziewczynkę batem. Staś reaguje natychmiast, rozpoczyna się bójka przerwana przez Idrysa, który tłumaczy bratu, że dzieci muszą dotrzeć do Mahdiego całe i zdrowe. Chłopiec stara się zniechęcić porywaczy, mówiąc o konsekwencjach porwania, ale ci są zdeterminowani, by spełnić żądania Smaina (męża Fatmy). Rankiem do podróżników niespodziewanie dołącza Saba, który trafił na trop uciekinierów. Tego samego dnia karawana mierzy się ze śmiertelnym niebezpieczeństwem. Z pustyni nadciąga ogromna burza piaskowa. Wędrowcom szczęśliwie udaje się ujść z życiem. Wyczerpani stawianiem oporu silnemu wiatrowi, nocują w głębokim wąwozie. Rankiem Staś wpada na pomysł uwolnienia się z rąk porywaczy. Podchodzi do śpiących mężczyzn, wyciąga naboje i sztucer, a potem nabija strzelbę. Gdy gotów jest już do oddania strzału, śpiących budzi szczekanie Saby. Chłopiec zostaje szybko obezwładniony. Gebhr postanawia ukarać go biczowaniem, ale związanego bronią Nel i Saba. Od tej pory Staś jest wiązany na noc, a porywacze pełnią na zmianę straż.
Wędrowcy mijają Assuan i kierują się w głąb lądu. Beduini, zdobywający żywność w osadach tubylców, natrafiają na strażnika wypytującego o porwane dzieci. Mężczyźni przysięgają, że są niewinni i zabijają młodego Araba. Staś wciąż wierzy, że pościg dopadnie złoczyńców, ale sytuacja porwanych jest z dnia na dzień coraz gorsza. Pewnego dnia Beduini przynoszą wiadomość o zabiciu generała Gordona i zdobyciu Chartumu przez powstańców Mahdiego. Wkrótce karawana dociera do Omdurmanu przejętego przez derwiszy proroka. Miasto, w którym niedawno toczyły się zacięte walki, przeraża małych podróżników. Białe dzieci wzbudzają nienawiść tłumu. Idrys i Gebhr wzmagają starania, by jak najszybciej stanąć ze swoim łupem przed obliczem Mahdiego. Tymczasem Staś ma okazję przekonać się jak wygląda „prorok”. Chłopiec obserwuje obrzęd modlitwy prowadzonej przez Mahdiego na rynku miasta. Zauważa, że jego wyznawcy są mu fanatycznie posłuszni i coraz bardziej obawia się tego, co czeka jego i Nel. Wkrótce pojawia się szansa – być może ostatnia – ratunku. Grek Kaliopuli, zamieszkały w Omdurmanie, wstawia się u proroka za dziećmi. Mężczyzna poucza Stasia, w jaki sposób ma się zachować podczas wizyty. Tłumaczy, że jedynym ratunkiem przed śmiercią jest przyjęcie wiary Mahdiego. Pomimo tego, podczas wizyty chłopiec nie chce przyjąć nauk „proroka”, tłumacząc, że jest i pozostanie chrześcijaninem. Zaskoczony Mahdi rozkazuje nagrodzić porywaczy, a dzieci odwieźć do Smaina, który przebywa w Faszodzie. Dla Stasia i Nel oznacza to wyrok śmierci, gdyż w mieście panuje febra. Staś ma wyrzuty sumienia (Grek obarcza go odpowiedzialnością za gniew Mahdiego), ale i dumę (zachował wiarę). Zdobywa pożywienie dla dziewczynki, pomagając w budowie glinianego parkanu, za co zapłacono mu daktylami.
Karawana wyrusza w dalszą podróż, podczas której umiera Dinah – opiekunka Nel. Po przybyciu na miejsce okazuje się, że Faszoda została spalona, a Smain wyruszył w poszukiwanie niewolników. Dzieci przygotowują się do kolejnej tułaczki. Towarzyszący im Hatim (znajomy Greka opiekujący się dziećmi) uprasza miejscowego emira o służącą dla Nel. Do karawany dołącza Mea (młoda Murzynka podarowana dziewczynce przez emira) i Kali (służący Gebhra). Gebhr, który od tej pory jest przywódcą karawany, podąża szlakiem dżungli wypalanej przez ludzi Smaina. Sudańczyk zniechęcony długą podróżą szczególnie znęca się nad Kalim. Pewnego dnia ku przerażeniu podróżników na drodze karawany staje lew. Wąwóz jest zbyt wąski, by obejść zwierzę. Nie można też zawrócić, bo lew z pewnością dogoni uciekających. Gebhr postanawia zabić Kalego i rzucić go jako przynętę. Wstrząśnięty Staś prosi, by dać mu strzelbę (jako jedyny z grupy potrafi posługiwać się sztucerem). Przerażony chłopiec zabija lwa. Wzburzony krzykami Gebhra (groził, że po Kalim zabije Nel), zabija kolejnymi strzałami wszystkich porywaczy (prócz Gebhra również Chamisa i dwóch Beduinów). Dzieci są wolne.
Rozpoczyna się długa i uciążliwa podróż przez dżunglę. Bohaterowie mogą liczyć tylko na siebie. Staś zastanawia się, czy nie skierować się w strony zamieszkane przez plemię Kalego, ale młody wojownik nie potrafi wyjaśnić dokładnie, skąd pochodzi. Podróżnicy żywią się mięsem zabitych zwierząt. Podczas jednego z polowań Saba rusza w pogoń za rannym bawołem i znika. Kali, widząc rozpacz Nel, wyrusza nocą tropem rannego zwierzęcia i odnajduje psa. Wędrowanie przysparza dzieciom coraz większych kłopotów. W dzień dokucza upał, w nocy pojawia się zagrożenie ze strony dzikich zwierząt. Prowizorycznym zabezpieczeniem jest ogrodzenie z kolczastych gałęzi zwane „zeribą”. Pewnej nocy do obozu podróżników podchodzą dwa lwy, cała czwórka chroni się ucieczką na wysoki baobab. Rankiem okazuje się, że drapieżniki pożarły trzy konie.
Trwa podróż przez bujną i niebezpieczną afrykańską dżunglę. Podczas wędrówki bohaterowie natrafiają na wąwóz zamknięty ogromnym odłamem skalnym. Kali zauważa, że po drugiej stronie wąwozu umiera wycieńczony głodem słoń. Dzieci zatrzymują się i dokarmiają zwierzę. Staś postanawia przetrwać początek pory dżdżystej, zamieszkawszy we wnętrzu ogromnego baobabu. Drzewo mieści w sobie całą czwórkę i wszystkie zapasy podróżników. Nowy dom – nazwany „Krakowem” – staje się doskonałym schronieniem przed tropikalnym deszczem i dzikimi zwierzętami. W tym samym czasie następuje oswojenie słonia zwanego przez Nel „Kingiem”. Pewnego dnia udaje się jej wejść do wąwozu i podejść do ogromnego zwierzęcia. King podnosi Nel i huśta ją na trąbie. Staś, początkowo przerażony, daje się namówić i dołącza do dziewczynki. Kolejne dni upływają dzieciom na przeczekiwaniu ogromnych ulew.
Pojawiają się też dużo poważniejsze problemy. Kali cudem unika śmierci od ukąszeń pszczół, konie chudną po ukąszeniu przez muchy tse-tse, a małą Nel dopada śmiertelna choroba. Dziewczynka ma drgawki i halucynacje, nie pomaga troskliwa opieka Mei ani zabiegi Stasia. Chłopiec wie, że bez chininy (lek na febrę) Nel umrze. Niespodziewanie pojawia się szansa ratunku. Kali zauważa na horyzoncie dym, mogący oznaczać ratunek (biali ludzie) lub śmiertelne zagrożenie (ludzie Smaina). Pomimo strachu Staś decyduje się na wyprawę i odkrywa obóz rannego podczas polowania Szwajcara. Linde jest umierający, podobnie jak jego służba (Murzyni zapadli na śpiączkę). Mężczyzna przekazuje Stasiowi wszystkie zapasy, udziela mu ważnych wskazówek (radzi podróżować w stronę oceanu) i prosi o jedną przysługę – ochrzczenie śpiących i godny pogrzeb. Po kilku dniach Linde umiera, ale jednocześnie udaje się uratować zdrowie małej Nel. Z obozu myśliwego uchodzi z życiem mały Nasibu, który dołącza do podróżników.
Przed wyruszeniem w dalszą podróż Stasiowi udaje się uwolnić Kinga (wysadza skałę ładunkiem prochu strzelniczego). Odtąd zwierzę niesie ładunki i zapasy. Zgodnie z radą myśliwego Staś kieruje się w stronę najbliższego płaskowyżu. Bohaterowie trafiają do opuszczonej wioski i pozostają w niej, by uzupełnić zapasy. Okolica jest piękna, bezpieczna i sprzyja polowaniom i połowom ryb. Dzieci budują i wypuszczają latawce z informacją o ich obecnym położeniu i celu podróży. Na „górze Lindego” odbywa się też chrzest Kalego i Mei.
Dalszy etap podróży to tereny zamieszkane przez tubylcze murzyńskie plemiona. Podczas wjazdu do jednej z wiosek Kali obwieszcza tubylcom, że mają zaszczyt ugościć „dobre Mzimu” (Nel). Mieszkańcy są pod wrażeniem umiejętności przybyszów. Na ich oczach Staś rozprawia się z miejscowym czarownikiem udającym „złe Mzimu”. Wódz plemienia (M’Rua) i Kali (w imieniu Stasia) przypieczętowują wzajemną przyjaźń poprzez „zjedzenie kawałka siebie” (czyli kawałka koźlęcej wątroby zanurzonej w krwi przeciwnika).
Po opuszczeniu wioski Nel spotyka kolejna niebezpieczna przygoda. Podczas samotnego spaceru po dżungli dziewczynka staje oko w oko z wielkim, groźnym kotem (zwanym przez Kalego „wobo”), na szczęście Staś wraca w porę i odstrasza drapieżnika. Bohaterowie kierują się w strony zamieszkane przez plemię, z którego pochodzi Kali (Wa-hima). Przybywszy na miejsce, dowiadują się o wojnie toczonej przez współplemieńców Kalego z plemieniem Samburu. Na prośbę Kalego Staś wspomaga Wa-himów, doprowadzając do ich zwycięstwa. Podczas walki ginie jednak ojciec Kalego, Fumba. Młody Murzyn zostaje nowym wodzem plemienia. Wykorzystując rady Stasia, nowy „wódz” zawiera przymierze z Samburami i wypędza z wioski czarowników (ci poprzysięgają zemstę).
Po krótkich przygotowaniach do kolejnej wyprawy podróżnicy wyruszają w stronę oceanu. Towarzyszy im stu Samburów i stu Wa-himów pod dowództwem Kalego. Początkowo podróż przebiega zgodnie z planem, ale stopniowo droga przez wysuszoną sawannę staje się coraz bardziej uciążliwa. Wędrowcom dokucza nieznośny skwar, powoli kończą się też zapasy wody. Nocą część wojowników ucieka. Podczas postoju okazuje się, że worki z wodą zostały pocięte (sprawka czarowników zdekonspirowanych wcześniej przez Kalego). Karawanie grozi śmierć z wycieńczenia. Nocą kończą się zapasy wody. Staś jest pewien, że nie unikną śmierci. Ostatkiem sił zauważa, że Saba wietrzy wodę. Na horyzoncie rozbłyska raca. Podróżnicy biegną przed siebie. Następuje wzruszające spotkanie dwóch obozów. Na czele drugiego stoją dawni znajomi dzieci – kapitan Glen i doktor Clary. Dzieci są uratowane. Przyjaciele wysyłają depesze do Tarkowskiego i Rawlisona.
Wyczekiwane spotkanie z rodzicami następuje w Mombasie. Ojcowie nie wierzą, że Stasiowi udało się ocalić siebie i Nel. Po zakończeniu podróży pan Rawlison zabiera córkę do Anglii, a Staś rozpoczyna naukę w Aleksandrii (później na politechnice w Zurychu). Młodzi bohaterowie spotykają się po dziesięciu latach, biorą ślub i wybierają się w podróż śladami swojej wielkiej wyprawy. Po śmierci pana Rawlisona Tarkowscy przenoszą się na stałe do Polski.