Portant la trace d'un amour d'enfance malheureux qui s'est conclu par la mort de sa bien-aimée, le professeur Humbert est nommé en Nouvelle Angleterre. Il loge chez une veuve incandescente (Charlotte) qu'il ne tarde pas à épouser tout en éprouvant de troubles sentiments pour sa belle-fille, Lolita, 12 ans. Lorsque Charlotte est victime d'un accident de la circulation, le quagradénaire et la fillette entament une cohabitation amoureuse qui les mène à un long voyage au travers des Etats-Unis. Un curieux personnage paraît les suivre (Quilty). Lorsque le couple Humbert/Lolita se délite, elle le quitte. Quelque temps après, le professeur retrouve Lolita enceinte, vivant dans un taudis avec un compagnon de fortune et apprend de sa bouche la vérité : Quilty était son amant. Humbert tue Quilty.