画家贝西尔的一幅肖像画就要完成了，这天，老朋友亨利爵士来到画室，他看见画中的那个青年俊美无比，惊讶地赞不绝口。贝西尔知道亨利爵士是个毫无理想、及时行乐的人，生怕他会把那青年教坏，不想介绍他俩认识。但亨利爵士还是见到了那个青年——道林·格雷。亨利爵士对格雷大谈人生苦短的颓废哲学，以珍惜时光、青春为名，鼓动他充分利用自己的美貌去过一种享乐的生活。格雷听了这番话，很以为然，从此和爵士过从甚密，随之出入多种娱乐场所。
一天，格雷和亨利爵士一道去戏院看戏时，被一位名叫茜比尔的女演员的美貌和才华所激动，主动追求起茜比尔。茜比尔是个年轻、单纯、思想浪漫的女孩，她立刻拜倒在格雷那迷人的外表下，把他想像成自己的“美王子”。茜比尔的弟弟詹姆斯虽然长得粗陋，但目光却很敏锐，他本能地嗅出了这场多情的恋爱里有着危险的气息，他劝姐姐冷静些，可茜比尔怎能听得进去？原来，他们俩的妈妈年轻时也与一个大户人家的公子相爱，可人家根本没有考虑结婚的事情。有这种身世为教训，詹姆斯才充满了警惕，并仇恨那些花言巧语哄骗穷人家女子的纨绔子弟。
不久，格雷与茜比尔订婚了。格雷兴冲冲地来告诉亨利爵士和贝西尔这个消息，他的确沉浸在甜蜜的爱情之中，表示对茜比尔始终不渝。亨利爵士却给他当头浇了一盆冷水，他振振有词地说，“欢乐”是惟一值得崇拜的东西。格雷觉得亨利爵士的思想很可怕，却又无力驳斥他。
三个好朋友一齐去看茜比尔的戏。格雷发现，这次茜比尔虽然一如既往地美貌出众，但演技却大为下降，说白过火，举止做作，整外演出完全失败了。亨利爵士讥讽地说：“她非常美，不过她不会演戏。”格雷不得不沮丧地承认：“她完全变了。昨天晚上她还是一位伟大的艺术家，今天晚上她只是一个平庸无奇的俳优。”戏结束后，格雷去后台看茜比尔。茜比尔居然为她演砸了而高兴，因为她整个身心都扑在格雷身上，再也没有兴趣演戏了。格雷极度失望，对茜比尔说：“你扼杀了我的爱。”格雷回到家，他发现那幅肖像画有点儿变样，嘴边似有一抹残忍的神色。画像泄露了他内心的隐秘，格雷没有勇气再去看那幅画，用一张大屏风把它遮了起来。
第二天，各大报刊登消息说，茜比尔服毒自杀，格雷夺走了她的爱，而她便结束了自己的生命。格雷开始懂得那幅画像为什么看起来有残忍之色了，因为他自己亵渎了自己的美貌。但亨利爵士的一番话，迅速使格雷得到了“解脱”，他把茜比尔之死忘在了脑后，又跟亨利爵士上歌剧院了。
贝西尔来到格雷寓所，想把画拿去参加展览。格雷不让贝西尔看那幅他亲手作的画，为此，格雷急得双拳紧握，面色苍白，双眼冒火——贝西尔还从未见过他脸上这种扭曲的表情。两位好朋友之间发生了争论，贝西尔为格雷的变化非常遗憾。
随着时间的流逝，格雷的堕落越来越反映在他的肉体上——额头起皱，嘴角显出丑陋的肉欲感。与此同时，画像也不断改变着面容，以致格雷自己都对它感到厌恶。眼看着自己和画像一天天地变丑，格雷对真实的过去充满了恐惧，他想遮盖这一切，消灭这二切。在这种狂热的支配下，格雷竟然杀死了贝西尔！然而画像无情地记载了这一切——杀死贝西尔后，格雷惊恐地看见“画像的一只手上有令人作呕的红色液体在闪耀，湿拉拉的，发着光，仿佛画布出血了”。格雷密求旁人设法销毁了贝西尔的尸体。
晚上，格雷又出现在那勃罗夫人的客厅里。除了前额的青筋在疯狂地抽动，他外表仍是那样潇洒，手指仍是那样形态优美，谁也看不出他刚刚谋杀了一个人。他和一帮绅士贵妇谈论着风流韵事。在蒙玛斯公爵府里，格雷又和漂亮的公爵夫人调情逗趣。他还勾引了一个名叫海蒂·默顿的乡村姑娘。然而，邪恶的灵魂和变形的表情也一直在默默地折磨着格雷，使他觉得虽生犹死，在如行尸走肉。格雷最后意识到，要结束这种痛苦，惟有杀死自己，才能求得自由。他开始憎恨自己的美貌，把它看成罪恶的根源。
格雷走进那间藏着画像的密室，拿起曾刺死贝西尔的刀，拼命朝画像刺去……。过了一会儿，警官在屋里发现了格雷的尸体——他干枯起皱、面目可憎——然而，那幅肖像却恢复了格雷青春年少、姿容绝代的风采。