Jacques Austerlitz, personajul principal al cărții, este un istoric de arhitectură care îl întâlnește și se împrietenește cu naratorul solitar în Anvers, în anii 1960. Treptat, ajungem să înțelegem istoria vieții sale. El a sosit în Marea Britanie în vara anului 1939, ca un copil refugiat pe un kindertransport din Cehoslovacia amenințată de naziștii lui Hitler. A fost adoptat de un predicator nonconformist galez în vârstă și de soția sa bolnavă și și-a petrecut copilăria în apropiere de Bala, Gwynedd, înainte de a urma cursurile unei școli publice minore. Părinții săi adoptivi au murit, iar Austerlitz a aflat câte ceva despre trecutul său. După terminarea școlii, a urmat Oriel College, Oxford, și a devenit un universitar atras de studiul arhitecturii europene și și-a început cercetările în acest domeniu. După o cădere nervoasă, Austerlitz a vizitat Praga, unde a întâlnit o prietenă apropiată a părinților săi pierduți, Vera, care a avut adesea grijă de „Jacquot” atunci când părinții săi erau plecați. Pe măsură ce vorbește cu ea, îi revin amintiri, inclusiv expresii franceze și cehe pe care ea l-a învățat. Doamna în vârstă îi povestește soarta mamei sale, o actriță și cântăreață de operă care a fost deportată în lagărul de concentrare de la Theresienstadt. De la Praga, Austerlitz călătorește la Theriesenstadt și, după ce se întoarce în Anglia cu trenul, cu o călătorie dificilă din punct de vedere emoțional prin Germania, reușește să obțină o compilație video de 14 minute cu momente importante din Theresienstadt. Ein Dokumentarfilm aus dem jüdischen Siedlungsgebiet, filmul de propagandă nazistă din 1944, în care el crede că își recunoaște mama. Vera, însă, o respinge pe femeia din documentar. În schimb, ea confirmă identitatea mamei lui Austerlitz într-o fotografie a unei actrițe anonime pe care Austerlitz a găsit-o în arhivele teatrale din Praga.
Novela se mută în Parisul contemporan, în timp ce Austerlitz caută orice dovadă rămasă despre soarta tatălui său. El se întâlnește cu naratorul și îi povestește despre primul său sejur la Paris, în 1959, când a suferit prima sa cădere nervoasă și a fost spitalizat; Marie de Verneuil, o tânără franțuzoaică cu care a făcut cunoștință în bibliotecă, îl ajută să se refacă. Sebald explorează modul în care colecțiile de documente, precum Bibliothèque nationale de France sau Biblioteca Națională a Franței, îngroapă amintiri. Pe parcursul romanului, cititorul este condus într-un tur ghidat al unei civilizații europene pierdute: o lume de fortărețe, gări, lagăre de concentrare și biblioteci.
.