A história é narrada, no ano de 2004, pelo personagem Iván, um aspirante a escritor que atua como veterinário em Havana e, a partir de um encontro enigmático com um homem que passeava com seus cães, retoma os últimos anos da vida do revolucionário russo Leon Trotski, seu assassinato e a história de seu algoz, o catalão Ramón Mercader, voluntário das Brigadas Internacionais da Guerra Civil Espanhola e encarregado de executá-lo.

Esse ser obscuro, que Iván passa a denominar o homem que amava os cachorros, confia a ele histórias sobre Mercader, um amigo bastante próximo, de quem conhece detalhes íntimos. Diante das descobertas, o narrador reconstrói a trajetória de Liev Davidovitch Bronstein, mais conhecido como Trotski, teórico russo e comandante do Exército Vermelho durante a Revolução de Outubro, exilado por Joseph Stalin após este assumir o controle do Partido Comunista e da URSS, e a de Ramón Mercader, o homem que empunhou a picareta que o matou, um personagem sem voz na história e que recebeu, como militante comunista, uma única tarefa - eliminar Trotski.

São descritas sua adesão ao Partido Comunista espanhol, o treinamento em Moscou, a mudança de identidade e os artifícios para ser aceito na intimidade do líder soviético, numa série de revelações que preenchem uma história pouco conhecida e coberta, ao longo dos anos, por inúmeras mistificações. As duas trajetórias ganham sentido pleno quando Iván projeta sobre elas sua própria experiência na Cuba moderna, seu desenvolvimento intelectual e seu relacionamento com o homem que amava os cachorros.