小说一开始厄拉科斯还是哈克南家族的封地，哈克南男爵的侄子野兽拉班是这里的总督，他用非常残暴的手段压迫弗雷曼人。这时候帕迪沙皇帝沙达姆四世把厄拉科斯重新分封给了在兰兹拉德联合会的各大家族中颇孚众望的厄崔迪·雷托公爵。这件事看似是厄崔迪家族的大好事，实际上却是一个圈套。大家心里明白，皇帝对雷托公爵心生猜忌，打算联合哈克南家族铲除厄崔迪。哈克南和厄崔迪本来就是世仇，现在有了皇帝的支持就更加肆无忌惮了。弗拉基米尔·哈克南男爵一早就在厄崔迪家里安排了卧底，还制定了周密的计划，要把仇家一举歼灭。
除了卧底具体是谁，雷托公爵一方对这个圈套知道的一清二楚。但是，按照赫伯特的套路，就是无论对方使用什么阴谋诡计，我只有一条妙计，就是将计就计。当然，雷托还是做了准备的，为了对抗可能的敌人皇家精兵萨多卡，专门派人拉拢弗雷曼人作为盟友。但是，前面说了姐妹会有预知未来的能力，所以按照姐妹会的说法，这都是瞎忙活，你们厄崔迪肯定是要完蛋的。
厄崔迪一家刚搬到厄拉科斯就遭遇了一次针对雷托独子，也就是男主保罗的暗杀。有人在保罗房间里放了一支猎杀镖——一种浮空金属制飞镖武器，由人近程控制，是一种常见的暗杀工具。幸好保罗机智冷静，抓住并破坏了这个暗器。这件事证实了有卧底潜伏在他们身边。接下来又有一队哈克南雇佣兵冒充弗雷曼人袭击了他们，也被歼灭了。歼灭哈克南雇佣兵的就是雷托公爵的手下大将邓肯·艾达荷，他也是此前派去拉拢弗雷曼人的使者。邓肯成功获得了弗雷曼人的信赖。
雷托公爵的门泰特杜菲·哈瓦特认为卧底就是公爵的姬妾，保罗的生母杰西卡。这个杰西卡之所以不是雷托正式的妻子是因为作为家族领袖的雷托必须保持“单身”，好在必要的时候用联姻的方式摆脱困境或取得有利条件。其实按照姐妹会的计划，杰西卡本应该给公爵生一个女孩，这样就可以在必要的时候联姻，而且很有可能这个女孩联姻的对象就是厄崔迪的死敌哈克南家族的继承人菲德-罗萨。这样一来说不定就可以化解这场危机。但是杰西卡使用了BG强大的技能，控制自己的身体主动生出一个男孩。她说是因为她爱雷托公爵，而雷托公爵需要一个男孩来做继承人。同时杰西卡也想试一试自己是不是能生出姐妹会的终极目标魁萨茨·哈德拉克。
雷托对杰西卡是百分百信任的，但为了安抚人心，同时让敌人放松警惕，将计就计，他还是同意了杜菲的建议让邓肯去监视杰西卡。同时他私下里又跟保罗说，如果自己出了事，希望保罗告诉母亲，自己从来没有怀疑过她。
接下来保罗陪着雷托见到了弗雷曼人的领袖列特，此人原来是帝国派过来的环境专家，已经彻底融入了弗雷曼人，并成为他们的领袖。列特·凯恩斯的梦想是改造厄拉科斯的环境，让这里变成适宜人类生存的绿洲。在接触中，弗雷曼人开始觉得保罗就是传说中的指路之人，就是会带领弗雷曼人走向自由复兴的领导者。这都是姐妹会很久以前就设计好的，她们通过护使团在弗雷曼人的信仰里暗示了指路之人的特征，而这一切都和保罗吻合。
雷托公爵一方面针对哈克南的攻击做出一些部署，同时着手恢复香料生产。雷托改革了一些不太合理的传统，得罪了一些既得利益者。比如铲除哈克南的巢穴，将他们的财产充公，让皇帝获得10％的好处。雷托的行动每一步都合情合法。
然而，厄崔迪这一边很快就内讧了，杰西卡得知杜菲派邓肯监视自己，非常生气的找来杜菲对质，双方都没办法被彻底说服。然而，哈克南在当晚就动手了。卧底就是医生威灵顿·岳，他偷袭了雷托公爵。事先没人怀疑他是因为都知道岳是一位苏克学校的毕业生，经受了帝国预处理——这是一项苏克医学院开发的技术，制约人的杀人举动。受过处理的人员会在前额刺上钻石形刺青。而且岳的老婆被男爵害死了，男爵也正是利用这一点才找岳作为他们的卧底。
实际上岳有自己的计划，就是给雷托装一颗充满毒气的假牙，等他被带到男爵面前时，咬破假牙放出毒气跟男爵同归于尽。在岳看来，雷托公爵难逃厄运，能够作为刺杀仇人的武器也无不可。更何况岳还答应雷托公爵帮助杰西卡和保罗活下来。可惜男爵太机警了，提前开着屏蔽场，并且快速的躲到了一扇暗门后面。男爵的门泰特彼得还有其他手下就都被毒死了。
这里说一下屏蔽场，这是一种防御装备，在小说里通常安装在腰带上，打开开关就会在身体周围形成类似电磁场的保护层，可以阻挡快速的物体靠近，但是不能阻挡缓慢的物体。所以在《沙丘》的世界里通常不会使用快速的偷袭，相反刺客都喜欢使用缓慢移动的暗器。屏蔽场还能使空气流动变慢，所以可以防御毒气的袭击，给人逃脱的机会。如果使用激光枪攻击打开屏蔽场的人，很有可能受伤的会是自己。而且，在厄拉科斯上一般不会开启屏蔽场，因为它的噪音会引来超级大怪兽沙虫。
另一边，哈克南的飞行员按照指令把捆住的杰西卡和保罗带进沙漠，想借助杀虫毁尸灭迹。为了防备杰西卡的言音术专门派了一个聋子执行这个任务，还派了另一架扑翼机跟在后面监视，以确保万无一失。结果当然是没有用，还是被这对母子逃出生天。之前被派去监视杰西卡的邓肯也按照岳的提示截了一架扑翼机找到了母子二人，并带他们去找列特。三人来到一座生态研究基地，可是没多久这里就被攻破了。邓肯战死，列特让保罗和杰西卡从一个密道逃走。保罗驾驶扑翼机开进了风暴中。列特留下来用蝙蝠给弗雷曼人送信，要他们去找保罗母子二人。之后列特就被抓了，他们脱掉了列特的蒸馏服，把列特丢进了沙漠让他脱水而死。
雷托公爵的门泰特杜菲也被俘了，男爵的门泰特刚被毒死，于是他就想要杜菲为他服务。男爵给杜菲下了毒，每天都要服用特制的解药才能活命。当然，杜菲并不是想要苟且偷生，他仍然认为是杰西卡出卖了雷托公爵，所以他想要报仇，只好暂时忍辱负重。
雷托公爵还有一位武器大师哥尼·哈莱克，他以为厄崔迪已经全军覆灭了，就跑去加入了弗雷曼走私犯。
保罗和杰西卡从风暴中成功的脱身，又在沙漠里走了很久，他们在一个洞穴里遇到了之前和邓肯“吐口水”结盟的斯第尔格。因为有列特提前送来的信，再加上杰西卡答应教他们武术，弗雷曼人收留了保罗和杰西卡。当然，更重要的是弗雷曼人觉得保罗就是传说中的那个会带领他们走向伟大复兴的“指路之人”。
有一天，一个弗雷曼人对保罗发出了决斗挑战，保罗在决斗中杀死了他。按照弗雷曼传统，保罗从此就不再是个孩子了，要有一个属于战士的名字，保罗根据自己梦中的预言选择了穆阿迪布这个将要成为新的弗雷曼宗教领袖的名字。
按照弗雷曼传统，平时有人死亡，他身上的水分要蒸馏出来成为部落的公共财产，而在决斗中死掉一方的水是要属于胜利者的。所以保罗就得到了死者的33升水。弗雷曼人有一种记水器，凭这个计水器可以从部落的蓄水池里取一定量的水。而负责计水的正是列特的女儿契尼，也就是出现在保罗梦里他的未来的爱人。
契尼把计有33升水的金属环交给保罗，结果保罗这时候还傻傻的让契尼代为保管，他不知道这在弗雷曼文化中就是一种求爱的方式。沙丘因为出产香料成为帝国最重要的行星。然而，对于生活在这里的人来说，水才是重中之重。
这里简单说一下厄拉科斯的生态系统。厄拉科斯上最重要的生物就是沙虫，体长可达400米，在沙漠里自由穿行，来去无踪，一口可以吞下一个香料工厂。沙虫的幼体叫做沙鲑，根据描述应该是可以变形的软体生物，亲水，会吸收大量的水分并且囤积在体内。所以沙鲑大量繁殖就会使环境中的水越来越少，当地表完全沙漠化的时候，沙鲑就开始转变成沙虫形态。厄拉科斯的沙漠气候就是这样形成的。成为沙虫后，就从亲水变成恐水。沙虫只能在干燥的环境里生存，因为水对沙虫来说相当于毒药。沙虫生长到一定阶段会以半植物半生物的形态生存在沙地深处，称为小小造物主，有点像冬虫夏草。小小造物主的排泄物形成香料菌丛。香料菌丛遇水菌体会疯狂地生长。在这个阶段，香料会发生一次“爆炸”，将地下深层的物质掀出地表。当香料菌丛暴露在阳光和空气中后，就会变成美琅脂。总之香料的形成离不开沙虫，而沙虫离不开干燥的环境。所以，对于厄拉科斯来说，要水就不能要香料。水和香料不可兼得，这就是弗雷曼人面临的两难境地。
斯第尔格想让杰西卡接替部落里老圣母的位置，这里的圣母和BG的圣母不是一回事儿。于是老圣母让杰西卡喝下了生命之水作为考验。生命之水是沙虫在被淹死时释放出的液体，非常的凶险。杰西卡再次运用姐妹会的技能，在体内对有毒物质进行的转换。结果生命之水帮助她进入心灵合一的状态，让她进入一种催眠状态，并且获得了BG所有女性祖先的记忆。这样，杰西卡同时也升级到BG圣母的级别。而且，此时杰西卡已经怀孕，怀的就是将来保罗的妹妹厄莉娅。在杰西卡腹中的厄莉娅也进入了心灵合一的状态，在出生之前就不仅获得了女性祖先的记忆，还获得了男性祖先的记忆，被称为尖刀圣厄莉娅。
哈克南男爵重新夺回了对沙丘的管辖权，又派他的侄子野兽拉班去管理沙丘，更变本加厉的压榨弗雷曼人，从而在香料贸易中获得更多的利润。男爵的继承人，他的另一个侄子菲德-罗萨经常听变节门泰特杜菲的建议，名声要比拉班好很多，男爵打算让拉班控制住局面以后再让菲德接手。
菲德还是姐妹会配种计划里重要的基因携带者，有一个伯爵夫人是BG，打算去勾引他并获得他的基因。菲徳企图刺杀男爵未遂，男爵苦于没有更好的继承人，只是惩戒了一下菲徳，并向菲徳透露他觊觎皇帝宝座的野心。
在茫茫沙海之中保罗也开始用宗教信仰领导弗雷曼人。因为长期摄入香料，保罗的预知能力大幅提升，他根据自己的预言做出行动，力量不断壮大。期间保罗和契尼第一个儿子雷托二世也出生了，为了彻底融入弗雷曼人，保罗还学会了驾驭沙虫的技术。加入走私犯的哥尼·哈莱克也回到了保罗身边。于是保罗率领弗雷曼人开始了反抗野兽拉班的战争。
实际上从一开始发生在沙丘上一切都在宇航公会眼皮子底下，因为他们有许多飞船和卫星在天上。无论谁胜谁败，宇航公会都不在乎，他们在乎的只有香料，直到保罗发现破坏香料产生的方法。宇航公会到处散播谣言，诋毁保罗在沙丘所做的一切，又大幅调低军队运输费用，使得最穷的家族也能跑沙丘，等着参加瓜分厄拉科斯的战争。公会最好的领航员全都在寻找保罗，想要除掉他。
最后帕迪沙皇帝沙达姆四世带着他的萨多卡军队来到沙丘。保罗带人在风暴的掩护下袭击了皇帝驻扎的宫殿，同时自己后方的营地也遭到了萨多卡的袭击，保罗的儿子雷托二世被杀，保罗的妹妹厄莉娅被俘虏。原来厄莉娅是故意被俘虏的，她被抓过去之后直接就刺杀了哈克南男爵，千万不要以为她还是一个小女孩，这可是一个在娘胎里就已经无所不知的人物。
终于皇帝也迫不得已要跟保罗做出最后的了断了。皇帝先是命令杜菲去刺杀保罗，杜菲当然不会下手，于是死在保罗的怀里。然后哈克南的继承人菲德要跟保罗决斗，他居然在自己的屁股里装了一根毒针。保罗并没有中招，一刀刺穿下巴结果了他。
保罗这么厉害，又控制了香料，所以宇航公会和姐妹会的人都不敢出来说话了。皇帝只好让出皇位，并且把女儿伊勒琅公主嫁给他，还把皇家在宇航公会的全部股份作陪嫁。这个伊勒琅公主就是每一章开头那一段史诗的作者。之后，保罗把退位的皇帝就被放到训练萨多卡的监狱星球，把卡拉丹分封给了哥尼·哈莱克。
《沙丘》第一部的故事到这里就结束了。表面上这是一个类似王子复仇记的故事，赫伯特在里面加入预言的元素之后就把它变成一个充满宿命感的悲剧。保罗一步一步通过预言的实现完成复仇大业，同时他又深深地畏惧这个结果。
第一次经历到的那可怕目的的种族意识又不断撩拨着他。他发觉自己已经不再恨贝尼·杰瑟里特，不恨皇帝，也不恨哈克南人。他们都纷纷陷落在各自种族的需求中，为了更新散落的遗传因子，为了在一个更大更新的基因池中配对，融合和改进血缘体系。而种族只知道一种可靠的办法——那种经过千锤百炼，所经之路无一漏过的古法：圣战。
保罗意识到自己的确就像是一粒种子。
