להומברט הומברט, מורה בן שלושים ושבע לספרות צרפתית, יש נטייה יוצאת דופן לנימפט, כפי שהוא מכנה אותן, לבנות מקסימות מתשע עד ארבע עשרה. רושם ילדות ארוך העניק לו חוויה תת-קרקעית זו, הימנעות מנשים בוגרות יותר. הפעולה של רומן הווידוי, שכתב הומברט, שנמצא בכלא, תוארך לקיץ 1947. עשר שנים קודם לכן, בעת שגרה בפריס, הוא היה נשוי, אך אשתו עזבה אותו לטובת קולונל מהגר רוסי רגע לפני שעבר לאמריקה. שם הוא השתתף בפרויקטים מחקריים שונים, טופל במלנכוליה בסנטוריומים, ולאחר שיצא מבית החולים הסמוך, שכר בית במאדאם שארלוט האז בניו אינגלנד. לפילגשו של דולורס יש בת לאו בת שתים-עשרה, לוליטה, תזכורת לאהבת הילדות ההומברטית ההיא, שאובדן נתן את חייו הארוטיים כיוון משונה כל כך.

הומברט בודק את דפי יומנו על תאוות הגעגוע ללוליטה, כאשר הוא מגלה לפתע שאמה שולחת אותה למחנה קיץ. שרלוט כותבת מכתב להומברט, שמצהיר על אהבתו אליו, ודורשת לעזוב את ביתה אם הוא לא משתף את רגשותיה. לאחר היסוס מסוים, הומברט מקבל את ההצעה "לעבור מדיירים לדיירי מגורים". הוא מתחתן עם אמו, לא שוכח לרגע את בתו החורגת לעתיד. מעכשיו שום דבר לא ימנע ממנו לתקשר איתה. עם זאת, מתברר כי לאחר החתונה, שארלוט מתכוונת לשלוח את לוליטה מיד לאחר המחנה לפנסיון, ואז למכללת בירדסלי. התוכניות של הומברט מתפוררות. בעודו שוחה באגם יער, הוא רוצה להטביע את אשתו, אך לצערי לא נודע לו כי שכן אמנית צופה בהם מהגבעה.

הגברת הומברט מוצאת וקוראת את יומנה של בעלה וחושפת אותו לחלוטין. בזמן שהוא שוקל בקדחתנות כיצד לצאת מהמצב הזה, שרלוט בדמעות וכעסים רצה על הכביש לשלוח מכתבים ונכנסת מתחת לרכב.

לאחר הלווייתה של האישה, הגיבור הולך על לוליטה. לאחר שאחז בבגדים עבורה וכדורי שינה, הוא מודיע לילדה שאמה נמצאת בבית החולים ערב ניתוח קשה. לאחר שלקח את לוליטה מהמחנה, הומברט הולך לקחת אותה לעיירות ומלונות. בראשון הוא נותן לילדה כדורי שינה כדי ליהנות משינה. כדורי שינה לא עובדים. ליל הייסורים וההחלטיות של האמברט, שלא מעז לגעת בלוליטה, מסתיים בהתעוררות הבוקר שלה ובפיתוי של אביה החורג. לתדהמתה של האחרונה, לוליטה לא הייתה בתולה, ולאחרונה היא "ניסתה" זאת עם בנו של ראש המחנה.

אינטימיות משנה את מערכת היחסים של הומברט עם לוליטה. הוא מגלה שאמה מתה. מאז אוגוסט 1947 הם מטיילים ברחבי ארצות הברית לאורך כל השנה ומחליפים מוטלים, קוטג'ים ובתי מלון. הגיבור מנסה לשחד את הנערה בהבטחה להנאות שונות ומאיים על צרות אם היא תסגיר אותו למשטרה כמפתה. בפני המבקרים נפתחים מספר מראות רבים. במקביל, מתרחשות ביניהם שערוריות. אושר גן העדן אינו מבטיח אושר יציב. במקום להתחבא איפשהו במקסיקו, הומברט פונה מזרחה לאמריקה כדי לשלוח את הילדה לחדר כושר פרטי בבירדסלי.

1 בינואר 1949 לוליטה בת ארבע עשרה. היא כבר מאבדת חלקית את קסם הנימפטיות שלה, אוצר המילים שלה הופך לבלתי נסבל. היא דורשת מהומברט כסף לצורך סיפוק רצונותיו המיוחדים, מסתירה אותם כך שכפי שהוא חושד, לאחר שהצטבר, יברח ממנו. בחדר הכושר היא מתחילה להסתבך בתיאטרון.תוך כדי חזרות להצגה "ציידים קסומים", לוליטה מתאהבת בסופרה, המחזאי הנודע קווילטי, הגיבור שאי אפשר לעמוד בפניו של סיגריית הפרסום Dromedary. בהרגיש שמשהו לא בסדר, הומברט לוקח את לוליטה מברדסלי שבוע לפני הבכורה.

בקיץ 1949 מתחיל נסיעתם האחרונה לאמריקה. האמברט רדוף אחרי חשדות לבגידה. הוא חושש להשאיר את לוליטה זמן רב לבדו, בודק את האקדח אותו הוא אוגר בתיבה. פעם הוא מבחין בקדילק דובדבן שעוקב אחריהם מרחוק. האם מישהו שכר בלש כדי לעקוב אחריהם? מה הג'נטלמן הקירח הזה איתו לוליטה דיברה בחופזה? בכביש בעיירות הם צופים במחזותיהם של איזה קוויטי ובלוק דמור. הרודף שלהם מחליף מכוניות, יש שחקנים שנמצאים בקדילק הדובדבן. לוליטה תוקעת את הומברט, מובילה אותו ליד האף יחד עם שותפיו של המאהב החדש שלה.

באלפינסטון נלקחת לוליטה לבית חולים עם חום גבוה. לראשונה מזה שנתיים, הומברט נפרד מאהובתו. ואז גם הוא חולה. כשהוא מתכוון לאסוף את לוליטה מבית החולים, מתברר שיום לפני שהיא עזבה עם "דודה".

שלוש וחצי שנים עוברות בלי לוליטה. ראשית, הומברט רוכב בסדר הפוך בעקבות יריבו ההמצאה. בסתיו הוא מגיע לברדסלי. עד האביב הבא, טופל בבית הבראה. ואז הוא פוגש בחורה תמימה, רכה וחסרת מוח, בת שלושים, בשם ריטה, שהצילה את הומברט ממקטורן. הוא מלמד שנה באוניברסיטת קנטריפה. ולבסוף הוא מסתיים בניו יורק, שם ב- 22 בספטמבר 1952 הוא מקבל מכתב מלוליטה. היא מדווחת שהיא נשואה, שהיא מצפה לילד, שהיא צריכה כסף כדי לפרוע את חובותיה, שכן בעלה נוסע איתה לאלסקה, שם מבטיחים לו עבודה.

הומברט קובע את הכתובת בחותמת, ולוקח אתו את האקדח יוצא לדרך. הוא מוצא את לוליטה בצריף בפאתי עיירה קטנה הנשואה לוותיק מלחמה כמעט חרש. סוף סוף היא חושפת את שמו של המפתה: זהו המחזאי קלייר קווילטי, גאון מושחת שאדיש מאוד לילדים קטנים. היא חשבה שהמברט הבין את זה מזמן. קווילטי, לאחר שגנב אותה, נסע לחווה והבטיח כי יהיה לו מזל בסתיו לנסות את התפקיד בהוליווד. אבל שם, לוליטה חיכתה לשכרות, סמים, סטיות ואורגיות קבוצתיות, בהן היא סירבה לקחת חלק ונזרקה לרחוב. עוד פרנסה קשה למחייתו, פגישה עם בעל לעתיד ...

הומברט מציע ללוליטה להשאיר את בעלה מייד איתו, היא מסרבת, היא מעולם לא אהבה אותו. הומברט נותן לה ולבעלה ארבעת אלפים דולר - הכנסה מביתה של אמה המנוחה - ויוצא לצוד אחר המחזאי קלייר קוויטי.

הוא מרגיש קצת חרטה על לוליטה. הומברט חוזר לרמזדל, שם התגורר עם שרלוט, מעביר את כל הנכסים על שם לוליטה, מגלה את הכתובת של קווילטי.

אחר כך הוא נוסע לפארקינגטון, שם הוא חודר לטירת האבות הקדומים של אויבו, ועם אקדח בידיו מנהל איתו שיחה מטורפת למחצה, לסירוגין עם יריות, פגיעות לא נכונות, החמצות, להיטים, קטטה בין שני גופות מבוגרות ורעועות, וקורא את פסק הדין בפסוק. כל זה הופך את זירת הנקמה לפרסית. קווילטי בורח מתלייתו, הוא יורה בו ... האורחים הבאים של קווילטי מופיעים בבית, שותים את הוודקה שלו, ולא שמים לב להצהרתו של הומברט שהוא הרג את אדונם. בשלב זה זוחל קווידי עקוב מדם אל הרציף העליון, שם הוא "התנדנד בכבדות, מחא כפפות סנפירים; אבל עד מהרה ... קפאתי - עכשיו לנצח. " הומברט עוזב את הטירה.

"לוליטה", הווידוי שלו, הוא כותב תחילה בבית חולים פסיכיאטרי בו נבדקת מוחו, ואז בכלא ממתין למשפט, לפני שהוא מת מהתקף לב. זמן קצר אחרי האמברט, לוליטה נפטרת גם היא, ומחליטה את עצמה ביום חג המולד 1952 כילדה מתה.