Умберт Хъмбърт, тридесет и седем годишен учител по френска литература, има изключителен склонност към нимфа, както ги нарича, за очарователни момичета от девет до четиринадесет години. Дълго впечатление от детството му надари това подземно изживяване, отклоняващо се от по-зрели жени. Действието на изповедния роман, написан от Умберт, който е в затвора, датира от лятото на 1947 г. Десет години по-рано, докато живееше в Париж, той беше женен, но съпругата му го напусна заради руския полковник емигрант, точно преди да се премести в Америка. Там той участва в различни изследователски проекти, лекуван е от меланхолия в санаториумите и, след като напусна следващата болница, наема къща в мадам Шарлот Хейз в Ню Англия. Господарката на Долорес има дванадесетгодишна дъщеря Ло, Лолита, напомняне за онази детска любов към Умберт, загубата на която даде на еротичния му живот такава странна посока.
Хъмбърт проверява страниците на дневника си за копнежната страст към Лолита, когато изведнъж открива, че майка й я изпраща в летен лагер. Шарлот пише писмо до Умберт, в което заявява любовта си към него и изисква да напусне къщата й, ако той не споделя нейните чувства. След известно колебание Хумберт приема предложението „да премине от наематели в съжители“. Той се жени за майка си, като нито за миг не забравя за бъдещата си доведена дъщеря. Отсега нататък нищо няма да му попречи да общува с нея. Оказва се обаче, че след сватбата Шарлот възнамерява да изпрати Лолита веднага след лагера в пансион, а след това в колежа Beardsley. Плановете на Умберт се рушат. Докато плува в горско езеро, той иска да удави жена си, но не може, за съжаление, след като е научил, че съсед на художник ги наблюдава от хълма.
Мисис Хъмбърт намира и чете дневника на съпруга си и го излага напълно. Докато трескаво обмисля как да се измъкне от тази ситуация, Шарлот в сълзи и гняв тича по пътя, за да изпрати писма и се качва под колата.
След погребението на съпругата героят заминава за Лолита. След като се сдоби с дрехи за нея и хапчета за сън, той информира момичето, че майка й е в болницата в навечерието на сериозна операция. След като взе Лолита от лагера, Умберт ще я заведе в градове и хотели. В първия от тях той дава хапчета за сън, за да се наслади на съня си. Хапчетата за сън не работят. Нощта на мъките и нерешителността на Хъмбърт, която не смее да докосне Лолита, завършва със сутрешното си събуждане и съблазняване на баща си. За учудване на последното, Лолита не беше девица, а наскоро тя го „опита” със сина на ръководителя на лагера.
Интимността променя отношенията на Умберт с Лолита. Той открива, че майка й е мъртва. От август 1947 г. те пътуват през Съединените щати през цялата година, сменяйки мотели, вили и хотели. Героят се опитва да подкупи момичето с обещание за различни удоволствия и заплашва неприятности, ако го екстрадира в полицията като прелъстител. Множество забележителности на страната се отварят пред пътуващите. Паралелно между тях възникват скандали. Райското блаженство не обещава стабилно щастие. Вместо да се скрие някъде в Мексико, Умберт се обръща на изток от Америка, за да изпрати момичето в частна гимназия в Беърдсли.
1 януари 1949 г. Лолита навършва четиринадесет години. Тя вече частично губи очарованието на своя нимфетизъм, речникът й става непоносим. Тя изисква пари от Умберт за удовлетворяването на специалните му желания, скрива ги така, че както подозира, че се е натрупал, той ще избяга от него. В гимназията тя започва да се занимава с театър.Докато репетира пиесата Омагьосани ловци, Лолита се влюбва в своя автор, известния драматург Quilty, неустоимия герой на рекламната цигара Dromedary. Усещайки, че нещо не е наред, Хъмбърт отвежда Лолита от Биърдсли седмица преди премиерата.
През лятото на 1949 г. започва последното им пътуване до Америка. Хъмбърт е преследвана от подозрения в предателството си. Той се страхува да остави Лолита дълго време сам, проверява пистолета, който съхранява в кутията. Веднъж забелязва черешов кадилак, който ги следва в далечината. Някой наел ли е детектив, който да ги следи? Какъв е този плешив джентълмен, с когото Лолита бързаше да разговаря? По пътя в градовете те гледат пиесите на някой Култ и Дамър Блок. Техният преследвач сменя автомобили, някои актьори са открити в черешовия кадилак. Лолита измамва Умберт, води го за носа заедно със съучастници на новия си любовник.
В Елфинстоун Лолита е откарана в болницата с висока температура. За първи път от две години Хъмберт се раздели с любимата си. Тогава той също се разболява. Когато той ще вземе Лолита от болницата, се оказва, че ден преди да замине с „чичо си“.
Три години и половина минават без Лолита. Първо, Хъмбърт се вози в обратен ред вследствие на своя изобретателен противник. На есен той достига до Биърдсли. До следващата пролет, лекувана в санаториум. Тогава той среща трийсетгодишна наивна, нежна и безмозъчна приятелка на име Рита, която спаси Хумберт от риза. Преподава в университета Кантрипе от година. И накрая се озовава в Ню Йорк, където на 22 септември 1952 г. получава писмо от Лолита. Тя съобщава, че е омъжена, че очаква дете, че й трябват пари, за да изплати дълговете си, тъй като съпругът й отива с нея в Аляска, където му е обещана работа.
Умберт определя адреса с печат и, като вземе пистолета със себе си, тръгва на пътя. Той намира Лолита в барака в покрайнините на малко градче, омъжена за почти глух ветеран от войната. Най-накрая тя разкрива името на своя съблазнител: това е драматургът Клер Култи, развратен гений, който не е безразличен към малките деца. Тя помисли, че Умбърт е измислил това отдавна. Виновник, след като я открадна, закара до ранчото, уверявайки, че наесен ще има късмет в Холивуд да се опита в ролята. Но там Лолита чакаше пиянство, наркотици, извращения и групови оргии, в които тя отказваше да участва и беше изхвърлена на улицата. След това трудно живеене за прехрана, среща с бъдещ съпруг ...
Умберт предлага на Лолита незабавно да остави съпруга си с него, тя отказва, никога не го е обичала. Умберт дава на нея и на съпруга си четири хиляди долара - доход от дома на починалата си майка - и тръгва на лов за драматурга Клер Култит.
Чувства малко угризения за Лолита. Умберт се връща в Рамздел, където е живял с Шарлот, прехвърля целия имот на името на Лолита, открива адреса на Виновник.
След това той отива в Паркингтън, където прониква в замъка на предците на врага си и с пистолет в ръцете води полулун разговор с него, редувайки се с изстрели, провали, пропускания, удари, сбиване между две възрастни и разрушени тела, четейки присъдата в стих. Всичко това прави сцената на отмъщението далечна. Куилт бяга от палача си, той го застрелва ... Следващите гости на Култи се появяват в къщата, пият водка, без да обръщат внимание на изявлението на Умберт, че е убил господаря им. По това време, кръвопролитният Култит изпълзява на горната платформа, където „силно се плъзга, пляскайки перки; но скоро ... замръзна - сега завинаги. " Хъмбърт напуска замъка.
„Лолита”, изповедта му, той пише първо в психиатрична болница, където се проверява съзнанието му, а след това в затвора в очакване на изпитание, преди да умре от сърдечен удар. Малко след Хъмбърт Лолита също умира, решавайки се на Коледа 1952 г. като мъртво момиче.