Профессор французской литературы Гумберт переезжает в небольшой американский городок и находит комнату в доме, где живет молодая вдова Шарлотта с дочерью Долорес. Девочке 12 лет, все называют ее Лолитой. Она напоминает герою первую любовь, смерть которой нанесла ему тяжелую психологическую травму.
Постоялец увлекается нимфеткой и делает все, чтобы быть к ней как можно ближе. Девочка подогревает чувства, заигрывая с ним. Шарлотта влюбляется в героя и вынуждает его жениться на себе. Гумберту противна даже мысль о сексе «со старухой», но, чтобы не потерять Лолиту, он соглашается.
Жена узнает из найденного дневника о настоящих чувствах героя и погибает, в отчаянии попав под машину. Мужчина становится опекуном любимой. Он забирает Лолиту из летнего лагеря и возит по стране, опасаясь, что ее заберут. Девочка оказывается развитой не по годам и сама соблазняет Гумберта. Оказалось, что он у нее не первый. Мужчина становится отцом, воспитателем, учителем и любовником. Капризная и взбалмошная девочка изводит героя, беззастенчиво пользуясь его любовью.
Однажды она украдкой сбегает от него к более богатому и известному человеку Куилти, с которым тайно встречалась раньше. Герой три года разыскивает падчерицу, начинает пить и тренироваться в стрельбе. Как-то он получает письмо от Лолиты, где та сообщает, что она замужем и ждет ребенка. Гумберт приезжает к Долорес. Она живет в бедности, но отказывается уехать с ним.
Девушка рассказывает, что Куилти оказался педофилом и извращенцем и заставлял ее сниматься в порнофильмах. Когда он выгнал Лолиту, ей пришлось жить в лишениях и нищете. Герой оставляет девочке деньги, направляется в дом Куилти и убивает его. В тюрьме Гумберт умирает от разрыва сердца. Героиня погибает при родах накануне Рождества.
