On y suit les aventures intérieures de Durtal, personnage déjà présent dans son roman précédent Là-bas (1891), et qui est un double littéraire de Huysmans. Hanté par ses débauches passées, Durtal cherche à se soulager en courant les Églises de Paris, en quête de plain-chant et d'art sacré. Il se lie avec l'abbé Gévresin qui devient son directeur de conscience. Celui-ci l'invite à poursuivre sa conversion et l'introduit à la trappe de Notre-Dame de l'Âtre pour y suivre une retraite. La deuxième partie du roman est le récit de ce séjour à la trappe, au cours duquel Durtal découvre la vie monastique, oubliant peu à peu ses réticences. Depuis qu'il s'est détaché du courant naturaliste au milieu des années 1880 (avec À Rebours notamment), Huysmans introduit dans ses romans des parties « encyclopédiques. » En route est ainsi prétexte à passer en revue l'histoire de la mystique catholique.