После этого повествование возвращается к событиям четырехлетней давности, когда профессор Гумберт Гумберт, повествователь и в романе, и в фильме, приезжает в Новую Англию. Голос за кадром рассказывает зрителям, что он намерен провести лето в Нью-Хэмпшире, а осенью уехать на Запад. Друзья назвали ему несколько домов, где можно снять меблированную комнату, и первый дом, куда он попадает, — дом с белым заборчиком в Рамзделе, принадлежащий почтенной и претенциозной вдове Шарлотте Гейз. Шарлотта прямо заявляет, что ей одиноко после семи лет вдовства, пытается очаровать будущего постояльца своим хриплым смехом и вульгарными манерами. Когда Гумберт, кажется, уже решает отказаться от комнаты, Шарлотта показывает ему сад, где загорает ее дочь Долорес (Лолита). Все мысли об уходе улетучиваются из головы Гумберта, когда он видит девочку, загорающую на одеяле на лужайке. Сраженный, он переезжает в дом Гейзов, заводит роман с Шарлоттой, а потом женится на ней, несмотря на то что испытывает к ней презрение. Гумберт использует каждую возможность для физического контакта с Лолитой, которую он про себя называет «нимфеткой»: задерживает ее руку возле своего паха; проходя мимо, дотрагивается до ее паха; допоздна смотрит с ней телевизор, сидя рядом на диване, в надежде на случайное прикосновение. Не предпринимая открытых действий по отношению к ней, по ночам он подробно рассказывает о своей страсти в дневнике.

Пока Лолита находится в летнем лагере, Шарлотта обнаруживает его дневник, закатывает истерику и выбегает из дома на улицу, где ее сбивает машина. Она умирает раньше, чем может раскрыть тайну. Сделав все необходимое, Гумберт едет в лагерь забрать Лолиту и рассказать ей о смерти матери. После этого Гумберт и Лолита предпринимают одиссею по Соединенным Штатам. Они путешествуют как отец и дочь. Однажды, остановившись на ночь в мотеле «Привал зачарованных охотников», Гумберт пытается соблазнить Лолиту, но та отделывается от него до утра. Когда она предлагает ему заняться тем, что делала с одним мальчиком в лагере, за кадром голос Гумберта произносит: «Я даже не был ее первым любовником». В последующие месяцы, пока парочка переезжает из одного города в другой и остается там лишь на срок, необходимый Гумберту на то, чтобы записать Лолиту в школу, Лолита больше не играет с ним в сексуальные игры. Когда возникает подозрение, что она вступила в связь с одним из мальчиков в школе, Гумберт забирает ее, и они едут дальше, пока за ними не увязывается Куильти. Драматург однажды видел Лолиту, когда читал лекцию в клубе ее матери под названием «Великие книги», и узнает ее, встретив снова. Лолита заболевает. Гумберт помещает ее в больницу, а потом в ужасе узнает, что Куильти вычислил ее. Проходит три года, в течение которых Гумберт завязывает отношения с женщиной по имени Рита, однако его одержимость Лолитой не проходит. Получив от нее письмо, он переполняется счастьем, но, приехав к Лолите в гости, обнаруживает, что она вышла замуж, ждет ребенка, живет в какой-то хибаре и нуждается в деньгах. Он просит ее уехать с ним, а когда она отказывается, то все равно дает ей чек. После этого он второпях уезжает, горя желанием прикончить Куильти, что зрители уже видели в прологе, и фильм заканчивается тем, что Гумберт в тюремной камере дописывает свою исповедь.

На рекламных постерах к фильму в числе прочих была и такая надпись: «Как они вообще смогли сделать фильм из «Лолиты»?», а рядом красовалась фотография Лолиты в солнечных очках в форме сердечек, лижущей леденец. Первые кадры — чуть ли не самые эротичные из всего фильма, и они задают тон: шелковистые занавеси, голая ножка девочки, покоящаяся в мужской руке, как в колыбели, и медленные, чувственные ласкающие движения, когда он красит ей ногти на ноге ярким лаком.

Фильм «Лолита» сразу же получил рейтинг «С» (condemned — запрещен) от Общества добродетельных католиков (ОДК). По словам монсеньора Томаса Ф. Литтла, ответственного секретаря ОДК в 1960-е гг., после закрытых переговоров между продюсером и ОДК фильм подвергся «жизненно важным изменениям», с тем чтобы избежать рейтинга «запрещен». Такая практика была широко распространена в киноиндустрии, и многие другие фильмы, в том числе и «СПАРТАК», были предметом подобных переговоров. Монсеньор Литтл признался, что обычно продюсеры делали первый шаг навстречу ОДК, чтобы избежать риска финансового провала в случае, если фильм получит класс «С», что приведет к тому, что католики объявят ему бойкот.

Продюсер и режиссер также встречались с Джеффом Шерлоком, сменившим Джозефа Брина на посту директора Администрации контроля за соблюдением правил производства кинопродукции (АКСППК), и настаивали на том, чтобы Гумберт и Лолита поженились в штате Кентукки, что «удалило бы невинный юмор из конфликта, возникшего между взрослым мужчиной и жующей жвачку девочкой-подростком». Шерлок предупредил их, что «двенадцатилетняя невеста, которая и выглядит на двенадцать, может помешать получить печать». Кинематографисты пообещали, что снимут фильм, который получит печать «одобрено» от АКСППК; однако пришлось искать дистрибьютора для картины: многие студии вели себя настороженно. Warner Brothers, United Artists и Columbia Pictures отказывались иметь дело с Кубриком, опасаясь, что окончательная версия фильма не получит печать одобрения от АКСППК и, таким образом, не сможет демонстрироваться в обычных кинотеатрах по всем Соединенным Штатам. Когда студия Seven Arts согласилась выступить дистрибьютором фильма, Кубрик и Харрис принялись за работу, а Шерлок забеспокоился, как ему следует поступить с фильмом во времена все большей либерализации. «Кубрик согласился переделать сцены с убийством Куильти, соблазнением в мотеле и изменить возраст Лолиты. Он не мог изменить мотив педофилии, — впрочем, атмосфера в стране становилась все более и более либеральной».

Решение было принято, когда АКСППК внесла в Правила главу о «сексуальных извращениях», в которой отношение к таким явлениям, как гомосексуализм и педофилия, было менее строгим. Фильму присудили класс «R» (разрешен для лиц до 18 лет только в сопровождении взрослых) в соответствии с системой Американской ассоциации художественных фильмов (ААХФ). В 1962 г. фильм смотрели в ОДК, и 9 из 12 членов комиссии проголосовали за то, чтобы запретить его, однако громкие заявления инакомыслящих заставили эту комиссию присудить фильму «Лолита» «особый класс», закрепив за ОДК право проверять всю рекламу картины. Вдобавок ОДК потребовало, чтобы в рекламе фильма обязательно были две надписи: «Одобрено ААХФ» и «Только для лиц старше 18 лет». Эрик Джонстон, президент ААХФ, неохотно согласился с этими требованиями, однако настоял, чтобы была ссылка на АКСППК как представительство индустрии, занимающееся цензурой, а не на представительство, занимающееся торговлей, чтобы вина легла на соответствующую сторону. Окончательная версия фильма не стала предметом судебных разбирательств благодаря тому, что подверглась серьезной цензуре и последовавшим за этим изменениям еще до выхода на экраны. Через восемь лет после этого Кубрик размышлял о том, что бы он изменил в фильме: «Я бы усилил эротический компонент их отношений, как это сделал Набоков. Однако это единственная из основных областей, которую можно подвергнуть здоровой критике».