大學教授亨博特(詹姆斯·梅森飾)因少年時期初戀夭折而癡迷少女。他為接近寡婦夏洛特(謝利·溫特斯飾)14歲的女兒洛麗塔(蘇·萊昂飾),違心與夏洛特結婚。在將對洛麗塔的畸形情感寫入日記后,他隨夏洛特母女遷居新英格蘭。某日夏洛特意外發現日記內容,受刺激駕車外出時遭遇車禍身亡。亨博特隱瞞真相帶走洛麗塔,在長達數年的旅行中與之維持禁忌關系。私家偵探奎爾蒂(彼得·塞勒斯飾)暗中跟蹤并揭發此事,最終導致亨博特槍殺對方。身心俱疲的洛麗塔在知曉母親遺書真相后選擇離開,而亨博特則因犯罪行為陷入精神崩潰。影片改編自納博科夫的爭議性同名小說,通過倒敘結構展現這段扭曲的情感糾葛。