37-летний Гумберт в американской тюрьме пишет исповедь, из которой видна его страсть к молоденьким девочкам-нимфеткам. Жена бросила героя повествования в Париже и ему пришлось уехать в Штаты. Здесь он познакомился с Шарлоттой Гейз и воспылал страстью к ее двенадцатилетней дочери, очаровательной Долорес или Лолите, как ее все звали.
Шарлотта заставляет Гумберта жениться на ней, а потом находит дневник мужа, откуда узнает его о влечении к дочери. Гумберт безуспешно пытается избавиться от жены, чтобы без проблем общаться с Лолитой. Шарлотта нечаянно попадает под колеса машины и гибнет, сама снимая все преграды. Похоронив супругу, Гумберт едет в летний лагерь за приемной дочерью. В отеле он мечтает овладеть ею спящей, но позже Лолита сама соблазняет отчима. Оказывается, что Лолита уже не девственница, это сильно меняет отношение к ней.
Не слишком огорчившись от потери матери, Лолита едет путешествовать с Гумбертом по стране. Странная парочка меняет кемпинги, коттеджи, отели, предаваясь страсти, наслаждаясь друг другом. Через год Гумберт отдает девочку учиться в колледж, где она увлекается театром. У Лолиты возникают частые интрижки и сильная влюбленность в драматурга Куильти.
Ревнивый Гумберт пытается контролировать распутную падчерицу, но та ускользает, благодаря помощи одного из любовников. Однажды наш непутевый герой получает от Лолиты письмо о ее замужестве и с просьбой о помощи. Он находит беглянку, предлагая уехать вместе с ним. Но Лолита отказывается, говоря о своей постоянной неприязни к отчиму. От чувства вины Гумберт переписывает все имущество на Лолиту. Приступы ярости заставляют его искать Куильти. Поиски оказываются успешными, к несчастью для последнего: Гумберт убивает соперника.
Конец истории оказывается печальным. Гумберт оканчивает свои дни в тюремной больнице от приступа сердечной болезни.Лолита, родив мертвого ребенка, также умирает.
