Романът разказва за ден на 16 юни 1904 г. от живота на евреин от Дъблин, тридесет и осем години, Леополд Блум и двадесет и две годишния Стивън Дедалус.
Трите части на огромна книга, разделена на осемнадесет епизода, според автора трябва да се отнасят към Омировата одисея (Улис е латинска транскрипция на името на нейния главен герой). Но тази връзка с древногръцкия епос е много относителна и по-скоро от обратното: в дългия роман всъщност не се случва нищо важно.
Сцената - столицата на Ирландия, град Дъблин - беше проверена от автора буквално на карта и директория. Време - според хронометъра, понякога обаче спиране.
Първата част включва три епизода. В осем сутринта Бул Мълиган, който наема къща с Мартел в кулата с Дедал, събужда своя приятел, който е крайно недоволен, че третият им съсед Хайнс, бълнуван през нощта, стреля от сън с пистолет. Страхливият и трогателен Дедал не го харесва особено. Наскоро той умря от рак на черния дроб, майка, с която той е бил в трудни отношения през живота си, и той е обиден от остроумието Мълиган за това, че й е изразил неуважителни думи. Техният разговор се върти около темата за търсенето на сина на баща му, като постоянно докосва примерите на Хамлет, Исус Христос и Телемах, син на Улис. Същата тема възниква в урока по история, който Стивън дава два часа по-късно в училището, където той работи на непълно работно време, и в разговора си с директора на училището моли младежа да каже на своите познати в редакцията на вестника своята дългогодишна бележка за епидемията от болестта шап. След урока Стивън мислено се разхожда по морския бряг.
На същата сутрин започват „скитанията“ на малкия рекламен агент Леополд Блум. Централната и най-голяма част от романа, състояща се от дванадесет епизода, започва със закуската му - свинският бъбрек, който той купува преди това в месарския магазин на Длугач. Две писма го очакват у дома. Първата е от дъщерята на Мили, или Мерион, която току-що навърши петнадесет години вчера и която вече работи като асистент фотограф в Молингар. И второто писмо, адресирано до съпругата му Моли, концертна певица, от нейния импресарио Буян (или Хю Е.) Бойлан, в което той съобщава, че ще се обади на нея в четири следобед.
След закуска - посещение на тоалетната с списание в ръка. На единадесет години Блум трябва да бъде на погребението на своя съученик и той напуска къщата час преди, за да прави различни малки неща. По-специално той получава писмо по пощата от известна Марта Клифърд, която отговори на търсенето на вестник за секретар, даден от него за чисто любовни цели. Марта отговори на любовното му послание и дори пише, че мечтае да се срещне. За това, което Блум има всякакви женски фантазии. Време е обаче на гробището.
В погребалната файтон Блум вози заедно с други съболезнования, включително бащата на Стивън, Саймън Дедалус. Говорим за всякакви неща, включително бъдещата обиколка на съпругата на Блум и баща му, който се самоуби по свое време. След погребалната церемония Блум отива във вестниците, за които се рекламира като агент. Там той среща същата компания, която беше в гробището, плюс професор Макхъ, консултивен адвокат О’Мола и редактор Майлс Крофорд. Цъфти листа, идва. В негово отсъствие редакцията е Стивън Дедалус, който донесе бележката на директора на училището и след като тълпата покани всички в заведение. Редакторът се задържа, Блум се завърна по това време и цялото раздразнение на Крофорд падна върху него.
Объркан, Блум напуска редакцията и се скита из града, като постепенно започва да усеща глад и все повече и повече да мисли за храна.Или си разменя дума с приятел, после се чуди на лудия и най-накрая отива в хана на Дейви Бърн, където един от редовните съобщава на собственика на хана за масонството на Блум.
В два часа следобед Стивън Дидал защитава своята версия за биографията и личността на Шекспир в библиотеката пред най-умните хора в Дъблин, например факта, че той играе и смята себе си за сянката на бащата на Хамлет. Въпреки оригиналността и желанието да бъде разбран, той все още остава развратник сред публиката: нито неговите стихотворения са публикувани в сборника с млади поети, нито са поканени на вечерта, за разлика от приятеля си Майлайха (или Бик) Мълиган, който също е тук. И вече обиден, Стивън получава нови причини за обидите си. Блум също посещава библиотеката, като почти се среща със Стивън.
Обеден и гражданите се занимават с бизнеса си. Приятелите на Блум обсъждат удоволствията на съпругата му, самият Леополд Блум преминава през мазохистичните книги, избирайки една от тях. Буян Бойлан изпраща вино и плодове на пратеник на определен адрес. Стивън се среща със сестра си, наскоро се раздели с баща си.
От писмо Блум знае, че е предвидена среща за четирима от съпругата му Моли с Буян Бойлан. Той подозира любовната им връзка, която всъщност съществува. След като се срещна с Бойлан, Блум тайно го следва до ресторант Ормонд на брега на морето, между другото, вечеря там със свой познат, слуша музика, след което установява, че Бойлан заминава в количка. Ревност, тайното желание на предателството на съпругата му с друг мъж, тази „Пенелопа“, удовлетворяваща всички, за нея и тяхното удоволствие - всичко това затрупва душата на Блум на фона на вълнуваща музика. Представяйки си какво се случва в къщата му в негово отсъствие, той пише писмо с отговор на Марта, отказвайки незабавно да я срещне и да се наслади на самата игра, което доставя удоволствие. В пет часа ирландските патриоти се събират в кръчмата на Barney Kearnan, обсъждайки текущите дела - своя и тяхната бедна, потисната английска и еврейска страна. В търсене на Мартин Канигем за застраховката на Dignam погребан сутрин, Блум също търси тук. Пиянето, патриотите дебатират, удряйки еврейския Блум, който не подкрепя екстремизма им по-специално срещу британците. Случаят завършва с антисемитски трик, адресиран до него: когато Блум се качи в каретата, той се хвърля в празна кутия.
Към осем часа Блум е на плажа край морето, където мастурбира, наблюдавайки една от трите млади приятелки, Герти Макдауъл, която, усещайки интереса си, сякаш случайно демонстрира бельото си и други тайни прелести. Когато заминава с приятелите си, Блум открива накуцването си. Тогава се оказва, че часовникът му е спрял в половин пет. Дали тогава е, мисли Блум, когато Бойлан „закърпи“ жена си?
Блум няма желание да се среща със съпругата си. В десет вечерта той се оказва в приют за майки на д-р Хорн, където една от майките с много деца не е успяла да разреши следващото бебе за трети ден. При влизането си Блум открива компания от пиещи и смеещи се млади мъже, сред които е и Стивън Дедалус. Леополд пие и говори с тях. Заслужава да се отбележи, че романът „Улис“ не е лесен за четене и преразказване, защото е написан в жанра на потока на съзнанието. В същата глава авторът имитира и различни литературни стилове, започвайки от най-стария и завършвайки с най-модерния. Сред младежите бикът Мълиган също е многословен. Съблазнителните разговори се подхранват от пристигането на медицинска сестра, която съобщава, че дамата най-накрая е родила. Забавната компания тръгва да пие и да ходи по-нататък в механата, а Стивън и неговият приятел Линч се отделят от останалите, за да отидат в бардака на Бела Коен. По някаква причина Блум, изпитвайки симпатия към Стивън, решава да последва младите хора.
В полунощ той се озова в сърцето на нощния разврат на Дъблин. Пияният Блум халюцинира, когато вижда родителите си, жени-приятели, случайни хора, срещани през деня.Той е принуден да се защитава срещу обвиненията на тези призраци в различни тайни мерзости. Подсъзнанието му, жажда за власт и почести, страхове, сексуален мазохизъм, стърчат "в лица и снимки". Накрая се озовава с проститутка Зоуи в бардак, където се среща със Стивън със своя приятел. Пияният наркотично-еротичен делириум продължава, реалността не може да бъде отделена от съзнанието. Блум, превърнат в жена, е обвинен във всякакви извращения, включително удоволствието да шпионира изневярата на съпругата си с Бойлан. Изведнъж, сред оргия, Стивън вижда призрака на неговата бедна майка, която се издига от гроба. Той разбива полилея с бастун и бяга от бардака на улицата, където влиза в бой с войници. Блум, следвайки го, някак урежда скандала, навежда се над тялото на млад мъж, лежащ в праха, и разпознава в него своя починал преди единадесет години в ранна детска възраст на сина си Руди.
Започва третата част на книгата, състояща се от последните три епизода. В един час сутринта Блум и Стивън стигат до нощния приют на таксиметъра, където седят в ъгъла. Блум по всякакъв възможен начин поддържа разговор, който периодично спира, показва на Стивън снимка на жена си и кани гостите да я представят. След като обсъдиха по пътя много важни проблеми за пияни хора, те стигат до къщата на Блум за две нощи и, след като трудно го отварят, сядат в кухнята, пият какао и отново говорят на различни теми, след това отиват в градината, уринират заедно и след това се разпръскват безопасно в различни посоки.
Легнал с жена си в леглото, Блум, наред с други неща, разсъждава върху изневярата на съпругата си с поредица от любовници, предполагаеми от него, говори малко с нея и накрая заспива.
Романът завършва с излитания на четиринайсет страници от препинателни знаци на госпожа Моли Блум за гаджетата си, за съпруга си, за интимните предпочитания, по пътя открива, че започва менструация, което обаче не пречи на всичките й съблазнителни мисли, в резултат на което завършва огромен романс с думите: „така че той усети гърдите ми и техния аромат и сърцето му биеше лудо и да, аз казах„ да, искам да “.
