该书描写一个虚构的、但作者认为他当时的社会不但可能，而且甚至必然存在的人物，由主角地下室人以第一人称的方式叙述，地下室人是名年约40的退休公务员，他的内心充满了病态的自卑，但又常剖析自己。全书主要由两部分组成：
第一部分是地下室人的长篇独白，内容探讨了自由意志、人的非理性、历史的非理性等哲学议题。
第二部分是地下室人追溯自己的一段往事，以及他与一名妓女丽莎相识的经过。小说以悲观主义对抗车尔尼雪夫斯基的长篇小说《怎么办？》的历史乐观主义，认为思想和感情经常处于矛盾状态。
《地下室手记》体现了陀思妥耶夫斯基诗学的全部艺术特色，内容深刻，形式诡异，既像小说，又像忏悔录，又像哲学论文。作品主人公既像坏人，又像好人；既像小人，又像一个饱经沧桑、逆来顺受的人；既像英雄，又是“非英雄”，又什么都不像。“地下室人”被认为是“自我中心主义者的典型”，但是又有人认为，“地下室人”是俄国的哈姆雷特，是“多余人”的当代变形。