Wanneer antropoloog Mark Enquist aantoont dat er lang voor de eerste bekende menselijke beschavingen ontstonden, een intelligent volk op aarde geleefd moet hebben, plaatst hij de ouderdom van de mensheid in een compleet nieuw daglicht. Een verborgen deur in de piramide van Cheops en een oude Ottomaanse kaart van het land onder het ijs van Antartica zijn enkele van de echt bestaande aanwijzingen die professor Enquist op het spoor van dit oude geheim hebben gebracht. Vreemd genoeg is hij vanaf dat moment zijn leven niet meer zeker.
Vlak voordat wetenschapper Nicolas Moreau het antwoord op een van de grootste onopgeloste raadsels uit de geschiedenis bekend wil maken, verdwijnt hij plotseling spoorloos. Journaliste Michelle Rousseau komt erachter dat hij heeft ontdekt hoe levenloze deeltjes miljarden jaren geleden de gigantische sprong naar het eerste leven op aarde hebben kunnen maken. Op haar zoektocht naar de verdwenen bioloog komt ze er langzaam achter dat de meningen over wie er verantwoordelijk is voor de schepping sterk verdeeld zijn.
Het Darwin Dilemma voert langs onderwerpen als de (on)eindigheid van het heelal, de evolutietheorie en verschillende visies over het ontstaan van het leven op aarde. Bespiegelingen over het al dan niet bestaan van een god maken het boek tot een spiritueel avontuur dat gevoelens van verwondering en ontzag voor het universum zal oproepen. Zonder dat het verhaal zijn vaart verliest, passeren verrassende feiten over astronomie en hogere dimensies de revue. Spanning en avontuur worden afgewisseld met intrigerende beschouwingen over de kans op buitenaardse intelligentie, het creëren van leven en de miraculeuze werking van atomen, de bouwstenen van al wat is.
