Das Werk ist nicht in Kapitel aufgeteilt und beginnt abrupt mit drei Briefen. Es besteht aus zwei Hauptteilen und einer Zwischenrede des Erzählers, die aufeinander Bezug nehmen. In der Erzählung stellt ein Erzähler nach drei Briefen der Hauptpersonen und einer Zwischenrede die Lebensgeschichte des sensiblen Nathanael in verschiedenen Perspektiven dar.
Den ersten Brief schreibt Nathanael an seinen Ziehbruder Lothar, adressiert ihn jedoch versehentlich an seine Verlobte Clara. In ihm beschreibt er sein Kindheitstrauma und die daraus resultierende Angst vor dem Sandmann, der in Form des Wetterglashändlers Coppola wieder in sein Leben getreten zu sein scheint. Den zweiten Brief schreibt Clara an Nathanael. Sie versucht, ihn zu beruhigen, indem sie ihm die psychologischen Ursachen seiner Ängste logisch erklärt. Den dritten Brief schreibt Nathanael wieder an Lothar. Er ist verärgert über Claras Meinungsäußerung, kündigt aber einen baldigen Besuch bei der Familie an.
Die Briefe dienen als Einführung in die Hintergründe der Geschichte. Sie sind eine Mischung aus aktuellen Ereignissen und Rückblicken in Nathanaels Kindheit. Diese Erzähltechnik sorgt dafür, »dass der Leser das ihm Dargebotene von Anfang an als etwas Wahres, Authentisches und Glaubwürdiges begreift. Er ist näher dran am Geschehen, da die Geschichte ihm nicht von einem Dritten erzählt, sondern direkt dargeboten wird, also scheinbar unzensiert und unkommentiert präsent ist« (Schwake 18).
Dem Briefaustausch folgt die Erzählung der Geschichte durch einen Erzähler, der sich dem Leser als Freund von Nathanael vorstellt. Dieser beschreibt zunächst noch einige Hintergründe und dann Claras Äußeres, ihre Persönlichkeit und ihre Beziehung zu Nathanael. Dann beginnt eine chronologische Erzählung der Ereignisse und der Erzähler berichtet über Nathanaels Besuch bei seiner Familie. Der zweite Teil der Erzählung beginnt mit der Rückkehr Nathanaels in seinen Studienort und endet mit seinem Selbstmord.
Die Geschichte wird überwiegend aus Nathanaels Blickwinkel erzählt, aber der Leser erhält auch Einblicke in Claras Perspektive. Außerdem gibt der Erzähler einige wertende Kommentare ab, aber nur im ersten Teil der Erzählung. Hier sind einige Beispiele dafür:
»Nathanaels Dichtungen waren in der Tat sehr langweilig« (Hoffmann 26).
»Bald schien ihm jedoch das Ganze wieder nur eine sehr gelungene Dichtung, und es war ihm, als müsse Claras kaltes Gemüt dadurch entzündet werden, wiewohl er nicht deutlich dachte, wozu denn Clara entzündet und wozu es denn nun eigentlich führen solle, sie mit den grauenvollen Bildern zu ängstigen, die ein entsetzliches, ihre Liebe zerstörendes Geschick weissagten« (Hoffmann 27).
Der zweite Teil wird ausschließlich aus Nathanaels Sicht erzählt, was die erzählten Ereignisse unzuverlässig macht, da er nicht zwischen Fantasie und Realität unterscheiden kann.
Alle Szenen greifen thematisch auf den ersten Hauptteil zurück. Auf diese Weise ergeben sich komplexe Wechselbeziehungen zwischen den beiden Hauptteilen.
