Alkemisti kertoo tarinan Santiago-nimisestä nuoresta paimenesta, joka onnistuu löytämään villeimmätkin unelmansa ylittävän aarteen. Matkan varrella hän oppii kuuntelemaan sydäntään ja, mikä vielä tärkeämpää, tajuaa, että hänen unelmansa, tai hänen henkilökohtainen legendansa, eivät ole vain hänen, vaan osa maailmankaikkeuden sielua.
Santiago on nöyrä paimen, jonka halut ovat vähissä–hän haluaa olla vapaa vaeltamaan lampaidensa kanssa, saada viiniä viinileiliinsä ja kirjan laukkuunsa. Kohtalo puuttuu kuitenkin peliin toistuvana unena suuresta aarteesta, joka on kätketty tuhansien kilometrien päähän Egyptin pyramidien juurelle. Kun Santiago tapaa Melkisedekin, oudon viisaan miehen, joka väittää olevansa kuningas kaukaisesta maasta, hän päättää etsiä aarrettaan. Seuraavana päivänä Santiago myy lampaansa ja lähtee Afrikkaan tavoittelemaan unelmaansa.
saavuttuaan Afrikkaan käy kuitenkin ilmi, että asiat eivät tule olemaan niin helppoja kuin hän luuli. Ensimmäisenä päivänä Santiago on Tangerissa, hänet ryöstetään ja jätetään täysin yksin, kykenemättä puhumaan sanaakaan arabiaa. Aluksi Santiago harkitsee luovuttamista ja kääntymistä. Hän muistaa kuitenkin viisaan miehen sanat ja päättää jatkaa: hankkia työpaikan paikallisesta kristallikaupasta. Työskenneltyään kristallikaupassa vuoden, oppien paljon elämästä ja henkilökohtaisesta Legendastaan, Santiago ansaitsee tarpeeksi rahaa ostaakseen uuden lammaslauman ja palatakseen kotiin. Viime hetkellä Santiago päättää kuitenkin riskeerata kaiken ja liittyä karavaaniin Egyptiin.
karavaanissa Santiago tapaa englantilaisen, joka on tullut Afrikkaan asti etsimään tunnettua alkemistia. Heidän kulkiessaan autiomaan halki englantilainen kertoo Santiagolle alkemian salaisuuksista. Santiagon mielestä englantilaisen ajatukset ovat hyvin samanlaisia kuin Melkisedekin. molemmat puhuvat maailman sielusta, johon me kaikki olemme yhteydessä, ja siitä, että on välttämätöntä seurata sydämemme todellisia haluja tai henkilökohtaista Legendaamme. Santiago kuitenkin oppii mieluummin näitä salaisuuksia tarkkailemalla maailmaa, kun taas englantilainen oppii mieluummin monimutkaisista kirjoista. Matkan aikana he alkavat kuulla huhuja tulevasta heimosodasta.
kun he lopulta saapuvat Al-Fayoumin keitaalle–titulaarisen alkemistin kotiin–Santiago tapaa kauniin Fatima-nimisen tytön, johon hän rakastuu välittömästi. Hän huomaa, että rakkaus, kuten henkilökohtainen legenda, tulee suoraan maailman sielusta. Autiomaassa kävellessään Santiago näkee näyn tulevasta taistelusta. Hän ryntää takaisin varoittamaan keitaan vanhimpia, ja kun hänen näkynsä on varmistunut, he tarjoavat hänelle neuvonantajan paikkaa. Santiago harkitsee jäävänsä keitaalle Fatiman kanssa, mutta Alkemisti löytää Santiagon ja kertoo johdattavansa Santiagon aarteensa luo.
jälleen liikkeellä Alkemisti opettaa Santiagoa kuuntelemaan sydäntään. Sydän voi olla petollinen, mutta paras tapa estää sitä pettämästä sinua on kuunnella sitä tarkkaavaisesti. Lähes pyramideille asti Santiago ja alkemisti joutuvat sotivan heimon vangeiksi. Alkemisti kertoo heimolaisille, että Santiago on voimakas taikuri, joka osaa muuttaa itsensä tuuleksi. Heimolaiset ovat vaikuttuneita ja säästävät miesten hengen, jos Santiago pystyy siihen. Ainoa ongelma on, ettei Santiago tiedä, mitä tekee. Kolmen päivän mietiskelyn jälkeen Santiago käyttää tietoaan maailman sielusta pyytääkseen luonnonvoimia apuun. Ensin hän kysyy aavikolta, sitten hän kysyy tuulelta, sitten hän kysyy auringolta ja lopuksi hän kysyy maailman sielulta. Heti tuuli yltyy, ja Santiago katoaa ja ilmestyy uudelleen leirin toiselle puolelle.
Alkemisti lähtee Santiagosta, joka jatkaa matkaa pyramideille. Perillä Santiago joutuu ryöstäjien hyökkäyksen kohteeksi. Kun Santiagolta kysytään, mitä hän siellä tekee, hän vastaa nähneensä unta pyramidien juurelle haudatusta aarteesta. Yksi ryöstäjistä nauraa hänelle ja sanoo nähneensä täsmälleen saman unen, paitsi että hänen aarteessaan oli haudattu Espanja. Santiago tajuaa aarteen olleen Espanjassa koko ajan.
tarina hyppää sitten ajassa eteenpäin ja huomaa Santiagon kaivavan puun juurelle kuoppaa, jossa hän oli nähnyt ensimmäisen unensa. Varmasti, hän löytää arkun täynnä kultaa-niin paljon, että hän ja Fatima voivat elää onnellisina pitkään.