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Der Film beginnt mit dem Höhepunkt der Handlung: Der distinguierte, in Frankreich gebürtige Literaturwissenschaftler Humbert Humbert (James Mason) sucht den betrunkenen Lebemann Quilty auf und erschiesst ihn in dessen Landhaus.

Dann beginnt eine Rückblende, vier Jahre vor dieser Tat setzt die Handlung wieder ein: Literaturprofessor Humbert will den Sommer in Ramsdale, New Hampshire, verbringen, bevor er seine neue Stelle in Beardsley, Ohio, antritt. Die Suche nach einem geeigneten Zimmer führt ihn in das Haus der Witwe Charlotte Haze (Shelley Winters). Nach Besichtigung der Räumlichkeiten ist er zunächst skeptisch, als er aber die 12-jährige Tochter Lolita (Sue Lyon) im Bikini beim Sonnenbaden im Garten erblickt, ist er von dem nymphenhaften Mädchen verzaubert und entschliesst sich, dort einzuziehen...