在大学教授法文的亨博特（James Mason 詹姆斯•梅森 饰）少年时期曾有一段刻骨铭心的经历，当年的初恋情人不幸夭亡，令他此去经年依旧对那些充满青春气息的少女有着别样情感。因工作之需，亨博特寻找住房，因此结识了寡妇夏洛特（Shelley Winters谢利•温特斯 饰）及其妖精一般的女儿洛丽塔（Sue Lyon 休•莱昂 饰）。夏洛特迷上了这位儒雅庄重的大学教师，一心与之交往；而亨博特却迷恋上了青春逼人的洛丽塔，为了和这个精灵长相厮守，甚至违心与夏洛特结婚。他将对洛丽塔的情感全部写进日记，锁入抽屉。直到某天夏洛特打开了潘多拉宝盒，他们的命运从此改变……

大学教授韩拔（杰里米•艾恩斯 饰）年幼时经历了失去初恋女友之痛后，自此他对未成年少女有特殊的感情。
一次他到了美国去，成为了寡妇夏洛特（梅勒尼•格利菲恩 饰）的房客，当他看到夏洛特年仅14岁的女儿洛丽塔（多米尼克•斯温 饰）时，他疯狂爱上了这个美丽的少女。事实上，夏洛特希望可以跟韩拔结婚，让自己与女儿都能有个依靠。同时为了能让自己能够留在洛丽塔身边，韩拔还是跟夏洛特结婚了。不久，夏洛特知道了丈夫对自己女儿的迷恋，愤怒出走时遇车祸身亡了。
韩拔把在身在夏令营的洛丽塔接到身边，瞒着母亲去世的消息与她游历美国，而他们也展开了一段不伦恋。面对小妖女洛丽塔，韩拔百般顺从，但洛丽塔还是厌倦了他，密谋逃走……