We Francji Humbert zajmował się nauczaniem literatury angielskiej oraz pracą nad podręcznikiem. Jako dziecko przeżył miłość do swojej koleżanki, Annabel Leigh, i to uczucie pozostawiło w nim głębokie ślady (ukochana zmarła na tyfus). Już w Europie miał różne psychiatryczne epizody.
Tuż przed drugą wojną Humbert postanowił spróbować szczęścia w Nowym Jorku. Spędza tam blisko dziesięć lat, w końcu postanawia osiąść w miejscowości Ramsdale. Zaczyna się pechowo, bo spłonął dom, do którego miał się wprowadzić. Trafia pod dach Charlotty Haze, ale nie jest zachwycony tą perspektywą, dopóki jego oczom nie ukazuje się Lolita. Jego reakcja jest taka, że natychmiast decyduje się zamieszkać z poznaną właśnie kobietą i jej córką.
Obsesja narasta, Humbert nie radzi sobie ze swoim pożądaniem. W dodatku dziewczynka nie jest wcale taka niewinna. Pod nieobecność Lolity Charlotta pisze do lokatora list. Humber dowiaduje się z niego, że właścicielka domu jest w nim zakochana i chciałaby wyjść za niego za mąż. Jest to warunek dalszego pobytu mężczyzny u Haze. Sam fakt bycia mężem Charlotty jest dla bohatera obrzydliwy, ale na jego decyzję wpływ ma możliwość bliższego kontaktu z Lolitą. Zgadza się.
Pewnego dnia żona odnajduje pamiętnik. Jego treść powoduje szok i chęć uwolnienia siebie i córki od obecności zboczeńca. Charlotte podejmuje konkretne kroki w tym celu, ale w drodze na pocztę ginie potrącona przez samochód. Mężczyzna jawi się w obecnej sytuacji jak pan swojej dewiacji i małoletniej Lolity. Jedzie po nią na obóz letni i zabiera w podróż po Stanach (matkę w swoich historiach opowiadanych dziewczynce umieścił w szpitalu jako ciężko chorą). Pierwszym przystankiem ich podróży jest hotel „Zaklęci łowcy”. Tutaj bohater i dziewczynka przeżywają pierwsze wspólne rozkosze. Tutaj też pojawia się mężczyzna, który potem okaże się innym pedofilem mieszkającym w Ramsdale oraz autorem sztuk teatralnych. Po opuszczeniu tego miejsca dziewczynka dowie się o śmierci matki.
Wspólna wyprawa po Ameryce trwa. Dziewczynka jest cwana i pozbawiona właściwej swojemu wiekowi niewinności. Każe wynagradzać sobie swój erotyczny powab i prowadzi ze swoim ojczymem grę. Przybywają do Beardsley. Lolita zaczyna naukę w prywatnej szkole. Humbert zaczyna ujawniać despotyczne cechy swojej osobowości - kontroluje wszystkie poczynania dziewczynki i chce jej towarzyszyć na każdym kroku. Uchodzi za surowego ojca. Lolita może wziąć udział w szkolnym przedstawieniu tylko dlatego, że wstawia się za nią dyrektorka szkoły.
Okazuje się, że autorem sztuki jest Claire Quilty. Zatytułował ją tak, jak nazywał się hotel, w którym obserwował Lolitę i Humberta (bo właśnie o tamtego mężczyznę chodzi). Główny bohater jeszcze o tym nie wie, ale kiedy wyrusza ze swoją podopieczną w kolejną podróż (po ostrej kłótni Lolita wyznała, że właśnie tego pragnie), szybko zaczyna orientować się w sytuacji. Doszukuje się jakiegoś podstępu, czuje że dziewczynka współdziała z kimś, kto ich śledzi. Dochodzi do tego choroba Dolores - mała musi być hospitalizowana. Stamtąd porywa (a właściwie wyprowadza ją ) „wujek”.
Rozpacz Humberta nie ma końca. Oczywiście próbuje ich odnaleźć, stając się przy tym zabawką w rękach porywacza i jego zdobyczy. W tym czasie poznaje Ritę.
Pewnego dnia, po bardzo długim czasie, dostaje list. Lolita pisze mu, gdzie się znajduje i że chciałaby dostać spadek po matce. Okazuje się też, że jest mężatką w ciąży. Ma wtedy siedemnaście lat. Nie wyszła za swojego porywacza, ale rzeczywiście się w nim kochała. Zdradza Humbertowi, gdzie przebywa Claire. Nie chce ponownie wiązać się z Humbertem.
Zrozpaczony mężczyzna zabija dawnego rywala. W więzieniu pracuje nad opisaniem swojej chorej miłości. Umiera na zawał. Lolita zaś odchodzi ze świata żywych w trakcie porodu.
