Humbert Humbert (James Mason), az elvált professzor francia irodalmat tanít. Az angol tanár az egyik amerikai kisvárosba, Ramsdale-be utazik, ahol tanári állást kapott. Az özvegy Charlotte Haze (Shelley Winters) albérlője lesz, akinek van egy alig tizenöt éves kislánya. A férfi hamarosan beleszeret a koraérett Lolitába (Sue Lyon). Titokban viszonyt kezdenek, bár a lány nem táplál mély érzéseket iránta. Humbert végül feleségül veszi Charlotte-ot, hogy a lány mindig a közelében legyen. Kapcsolatuk persze nem marad titokban, amikor Charlotte rájön a valóságra, ki akarja tenni Lolitát a házból. Humbert megöli az asszonyt.
A forgatókönyvet saját, azonos című regénye alapján Vladimir Nabokov írta.