어린 시절 한 소녀와의 풋사랑에 실패한 경험이 있는 문학 교수이자 소설가인 중년의 홀아비 험버트는 강의때문에 뉴잉글랜드로 와서 어린딸과 같이 사는 미망인 샬롯 헤이즈의 집에 묵게 된다. 거기서 샬롯의 열네살짜리 딸 로리타에게 한눈에 반한 험버트. 샬롯은 반대로 험버트에게 적극적인 구애를 펼치고, 결국 두 사람은 결혼하게 되지만 험버트의 의붓딸에 대한 욕망은 식지 않는다. 게다가 청순하고 아름다우면서도 발랄한데다 유혹적인 로리타는 계속 험버트를 유혹한다. 험버트의 로리타에 대한 어두운 욕망은 결국 그의 파멸을 불러온다.