Kolmekümne seitsmeaastase prantsuse kirjanduse õpetaja Humbert Humbertil on erakordne meelt nümftide vastu, nagu ta neid kutsub, võluvate tüdrukute jaoks üheksast kuni neljateistkümneni. Pikk lapsepõlve mulje andis talle selle põrandaaluse kogemuse, hoides ära küpsemaid naisi. Vanglas viibiva Humberti kirjutatud ülestunnistusromaani tegevus pärineb 1947. aasta suvest. Kümme aastat varem abiellus ta Pariisis, kuid naine lahkus ta Vene emigrandi koloneli huvides vahetult enne Ameerikasse kolimist. Seal võttis ta osa erinevatest uurimisprojektidest, ravitakse sanatooriumides melanhoolia suhtes ja pärast järgmisest haiglast lahkumist rentis ta maja Madame Charlotte Haze'is Uus-Inglismaal. Perenaisel on Dolorese kaheteistaastane tütar Lau Lolita, meeldetuletus Humberti lapsepõlvearmastusest, mille kaotus andis tema erootilisele elule nii kummalise suuna.

Humbert kontrollib oma päeviku lehti Lolita igatsuse järele, kui ta äkki saab teada, et ema saadab ta suvelaagrisse. Charlotte kirjutab Humbertile kirja, milles kuulutab oma armastust tema vastu ja nõuab, et lahkuks tema majast, kui ta ei jaga tema tundeid. Pärast mõningaid kõhklusi võtab Humbert vastu ettepaneku "kolida üürnikelt vabaabielule." Ta abiellub oma emaga, unustamata hetkeks oma tulevast tütrepoega. Nüüdsest ei takista miski teda temaga suhelda. Siiski selgub, et pärast pulmi kavatseb Charlotte saata Lolita kohe pärast laagrit pansionaati ja sealt edasi Beardsley kolledžisse. Humberti plaanid murenevad. Metsajärves ujudes soovib ta oma naist uputada, kuid ei saa kahjuks teada, et kunstniknaaber jälgib neid mäest.

Proua Humbert leiab ja loeb oma abikaasa päevikut ning paljastab ta täielikult. Kuigi ta kaalub palavikuliselt, kuidas sellest olukorrast välja pääseda, jookseb Charlotte pisarsilmil ja vihas üle tee kirjade saatmiseks ja satub auto alla.

Pärast oma naise matuseid läheb kangelane Lolita järele. Saanud endale riided ja unerohud, teatab ta tüdrukule, et ema on raske operatsiooni eelõhtul haiglas. Pärast Lolita laagrist viimist viib Humbert teda linnadesse ja hotellidesse. Neist esimeses annab ta tüdrukule unerohtu, et teda magades nautida. Unerohud ei tööta. Humberti piinade ja otsustamatuse öö, kes ei julge Lolitat puutuda, lõpeb hommikuse ärkamise ja kasuisa võrgutamisega. Viimase hämmastuseks polnud Lolita neitsi, hiljuti “proovis” ta seda koos laagriülema pojaga.

Intiimsus muudab Humberti suhteid Lolitaga. Ta avastab, et ema on surnud. Alates augustist 1947 reisivad nad aastaringselt kogu USA-s, vahetades motelle, suvilaid ja hotelle. Kangelane üritab tüdrukule altkäemaksu anda mitmesuguste naudingute lubadusega ja ähvardab mured, kui ta teda võrgutajana politseile välja annab. Enne reisijaid avaneb arvukalt riigi vaatamisväärsusi. Paralleelselt tekivad nende vahel skandaalid. Paradiisi õndsus ei tõota stabiilset õnne. Selle asemel, et kuskile Mehhikosse peitu minna, pöördub Humbert Ameerikasse itta, et saata tüdruk Beardsley eragümnaasiumi.

1. jaanuar 1949 saab Lolita neljateistaastaseks. Ta kaotab juba osaliselt oma nümfismi võlu, tema sõnavara on muutumas väljakannatamatuks. Ta nõuab Humbertilt raha oma eriliste soovide täitmiseks, peidab need nii, et nagu ta arvab, et kuhjunud, pääseb ta temast. Gümnaasiumis hakkab ta tegelema teatriga.Harjutades näidendit Lummatud jahimehed, armub Lolita selle autorisse, kuulsasse näitekirjanikku Quiltysse, kes on reklaamisigareti Dromedary vastupandamatu kangelane. Tundes, et midagi on valesti, viib Humbert nädal enne esietendust Lolita Beardsley'st.

1949. aasta suvel algab nende viimane reis Ameerikasse. Humberti kummitavad kahtlused tema reetmises. Ta kardab jätta Lolita pikka aega üksi, kontrollib püstolit, mida ta puusarisse hoiab. Kui ta märkab kirss Cadillaci, kes neid kaugelt jälgis. Kas keegi palkas detektiivi nende jälitamiseks? Mis on see kiilas härrasmees, kellega Lolita kiiruga vestles? Linnalisel teel vaatavad nad mõne Quilty ja Damor Blocki näidendeid. Nende jälitaja vahetab autosid, osa näitlejaid leidub kirsis Cadillacis. Lolita petab Humbertit, viib ta koos uue armukese kaaslastega nina alla.

Elphinstone'is viiakse Lolita kõrge palavikuga haiglasse. Esimest korda kahe aasta jooksul lahutati Humbert oma armsast. Siis jääb ta ka haigeks. Kui ta kavatseb Lolita haiglast korjata, selgub, et päev enne seda, kui ta lahkus oma onu juurde.

Kolm ja pool aastat möödub ilma Lolitata. Esiteks sõidab Humbert oma leidliku rivaali järel vastupidises järjekorras. Sügisel jõuab ta Beardsley juurde. Järgmise kevadeni ravitakse sanatooriumis. Siis kohtub ta kolmekümneaastase naiivse, hella ja ajuvaba tüdruksõbraga, kelle nimi on Rita, kes päästis Humberti väsimusest. Ta õpetab aasta Kantripe ülikoolis. Ja lõpuks jõuab ta New Yorki, kus saab 22. septembril 1952 Lolita kirja. Ta teatab, et on abielus, et ootab last, et ta vajab võlgade tasumiseks raha, kuna abikaasa läheb koos temaga Alaska, kus talle lubatakse tööd leida.

Humbert määrab aadressi templi abil ja võtab relva endaga teele. Ta leiab Lolita alevikust agulist, mis on abielus peaaegu kurtide sõjaveteranidega. Lõpuks paljastab ta oma võrgutaja nime: see on näitekirjanik Claire Quilty, halvustatud geenius, kes pole väikeste laste suhtes ükskõikne. Ta arvas, et Humbert oli selle ammu välja mõelnud. Pärast teda varastanud Quilty sõitis rantšo juurde, kinnitades, et sügisel veab ta Hollywoodis õnne, et proovib rolli. Kuid seal ootas Lolita joovet, narkootikume, perverssusi ja grupiorgiaid, milles ta keeldus osalemast, ja visati tänavale. Edasine raske elamine, kohtumine tulevase abikaasaga ...

Humbert pakub Lolitale, et ta jätaks abikaasa kohe tema juurde, ta keeldub, ta pole teda kunagi armastanud. Humbert annab talle ja ta abikaasale neli tuhat dollarit - sissetulekut oma surnud ema kodust - ning läheb dramaturg Claire Quilty jahtima.

Ta tunneb Lolita pärast natuke kahetsust. Humbert naaseb Ramzdelisse, kus ta elas koos Charlotte'iga, võõrandab kogu vara Lolita nimele, saab teada Quilty aadressi.

Seejärel läheb ta Parkingtoni, kus tungib läbi oma vaenlase esivanemate lossi ja viib käes oleva püstoliga läbi temaga poole hullu vestluse, vaheldumisi kaadrite, äparduste, möödalaskmiste, tabamustega, kahe eaka ja lagunenud keha vahelise võitlusega, kohtuotsuse lugemisega salmis. Kõik see muudab kättemaksu stseeni ulmelisteks. Quilty jookseb hukkaja juurest minema, ta laseb ta maha. Järgmised Quilty külalised ilmuvad majja, joovad tema viina, pöörates tähelepanu Humberti ütlusele, et ta tappis nende peremehe. Sel ajal indekseerib verine Quilty välja ülemisele platvormile, kus ta “näpistab tugevalt, uime plaksutades; kuid varsti ... külmutas - nüüd igavesti. " Humbert lahkub lossist.

“Lolita”, tema ülestunnistus, kirjutab ta kõigepealt psühhiaatriahaiglas, kus tema meelt kontrollitakse, ja seejärel vanglas, mis ootab kohtuprotsessi, enne kui ta sureb südamerabandusse. Vahetult pärast Humbertit sureb ka Lolita, kes lahendab end 1952. aasta jõulupühal surnud tüdrukuna.