北海道を旅していた寅次郎は、旅宿を探している時に獣医の上野順吉（三船敏郎）のポンコツ車に乗せてもらった事が縁で、知床にある順吉の家に居候することになる。そして、順吉の家に出入りしている悦子（淡路恵子）が女将をやっている居酒屋・はまなすで、たくさんの飲み友達を作り、楽しくやっていた。ところが数日経った頃、順吉の娘で、親の反対を押し切って結婚したりん子（竹下景子）が東京から帰ってくることを聞いて、親子水入らずの邪魔になってはと、いとまごいをする。しかし、玄関でばったりとりん子と出くわした寅次郎は、美しいりん子に胸をときめかし、また娘との関係がうまくいかない順吉に一緒にいてくれと頼まれたこともあって、そのまま滞在することになる。
その夜、りん子は順吉たちに、離婚して北海道に戻ってきたのだと告げる。順吉は当初、そんなりん子に優しい態度を取ってあげられなかったが、寅次郎たちがいてくれたことで、少しずつ上野家に平和が戻る。りん子は、後片付けのため東京に戻り、その際寅次郎の土産の羅臼昆布を届けにとらやを訪れ、温かいもてなしを受ける。
しばらくして、順吉は悦子から、店を畳んで妹が芸者をしている故郷の新潟に帰ろうと考えているとの相談を受ける。順吉は悦子と心の底では相思相愛なのだが、気むずかしい性格ということもあり、素直に気持ちを伝えられないでいた。今回も、「手も握ってくれなかったけど」と思わせぶりな態度を取る悦子を、気まずさから拒絶してしまう。寅次郎はそんな二人の関係にいち早く気付き、力になりたいと思うようになる。
その後、寅次郎と、仲良くなった知床の仲間たちは、バーベキューに出かける。そこでも順吉は皆から離れて一人で酒を飲んでいる。しかし、悦子が店を辞めて故郷へ帰ると告げると、順吉は頭ごなしに反対だと言う。寅次郎が反対の理由をハッキリ言えと促すと、順吉は戸惑いながらも勇気を振り絞り、皆の前で悦子に向かって、「俺が行っちゃいかんという訳は、俺が、俺が惚れてるからだ。悪いか！」と言う。途端に悦子はワッと泣き出す。その場にいる全員が歓喜し、『知床旅情』を歌う。その最中、りん子は自然に寅次郎の手を握る。