Молодой русский учёный Владимир Клавдиевич Арсеньев занимается изучением Уссурийского края Российской империи. В тайге он знакомится с охотником Дерсу Узалой, который становится его проводником и верным другом. Дерсу удивляет Арсеньева прекрасным знанием тайги, умением читать её как открытую книгу и особым отношением к природе.
Путешествуя по тайге отряд сталкивается с тигром, которого Дерсу прогоняет лишь силой убеждения; пробирается по болоту; встречается с браконьерами, у которых конфисковывает незаконно добытые ценности, а самих изгоняет из Уссурийского края. Во время одного из переходов Владимир Клавдиевич находит кусок каменного угля и, отделившись от отряда, вдвоём с Дерсу идёт искать его месторождение. Во время этого похода Арсеньев заболевает и, кроме того, попадает в лесной пожар, из которого его спасает Дерсу.
Воссоединившись с отрядом, Арсеньев с Дерсу продолжают путешествие. Зима застаёт их в пути. Взяв у местных жителей лодку, отряд плывёт по замерзающей реке и терпит крушение, в котором гибнет всё имущество — тёплые вещи, патроны, продукты. В таких условиях отряд продолжает путь и, вечером став на ночлег, путешественники отмечают Новый год.
Путешествие, тем не менее, оканчивается благополучно, так как новогодняя ночёвка случилась совсем недалеко от морского побережья. Отряд доходит до берега, где Арсеньев и другие, тепло попрощавшись с Дерсу, отправляются на ждущий их корабль.
