Сюжет произведения развивается вокруг Люсьена де Рюбампре, впервые появившегося в образе нищего неудачника в романе «Утраченные иллюзии». Ныне же он вращается в высших кругах парижского общества. Секрет этого перевоплощения кроется в покровительстве всеми уважаемого аббата Карлоса Эррера, в действительности являющегося беглым каторжником по имени Жак Коллен. Люсьен влюблён в красавицу Эстер и втайне от представителей бомонда содержит её. Однако за покровительство «аббата» приходится платить: по его требованию Люсьен вынужден ухаживать за Клотильдой, наследницей состояния герцога де Гранлье. Эстер же Эррера-Коллен решает буквально продать влюблённому в неё банкиру Нусингену.
Интриги и махинации «аббата» приводят к плачевным последствиям: Эстер принимает яд, а малодушный Люсьен, предавший любимую, оказывается в тюрьме. Там он отказывается свидетельствовать против своего покровителя и вешается. Несмотря на близость полного разоблачения, аббату-самозванцу удаётся выйти сухим из воды и на этот раз. Он не только завладевает всем состоянием покойной Эстер, полученным ею от Нусингена и дяди Гобсека, но и приобретает ещё большее уважение в обществе, поступив на работу в тайную полицию, где и служит до почётной пенсии.
Роман состоит из трех частей, действие которых происходит во времена Реставрации.
• Два поэта
Это самая короткая часть, описывающая жизнь в Ангулеме. Давид Сешар, сын типографа, предан глубокой дружбе с девятнадцатилетним Люсьеном Шардоном де Рюбампре, молодым красивым поэтом. Отец Давида (типичный скряга, чинящий препятствия для сына) продает ему свою типографию на очень невыгодных для того условиях. Не имея склонности к коммерции, Давид кое-как сводит концы с концами, продолжая дело отца. Спустя некоторое время после покупки типографии он женится на сестре Люсьена, Еве Шардон, красивой и умной девушке. Люсьен знакомится с немолодой дворянкой, Луизой де Баржетон, пишет для нее несколько сонетов, она же видит в нем талантливого поэта, воображая себя Лаурой, а его Петраркой. Луиза представляет поэта дворянству Ангулема и влюбляется в него. Эта любовь между талантливым и неопытным молодым человеком и замужней женщиной, которая старше его по возрасту, предстает в совершенно средневековом духе рыцарского романа, где герой поверив в иллюзии, более или менее сознательно, постепенно их теряет. Таков смысл названия романа «Утраченные иллюзии». В конце концов, Люсьен бежит со своей покровительницей в Париж, чтобы продолжить карьеру.
• Провинциальная знаменитость в Париже
Это самая длинная из трёх частей романа. Люсьен, прибывший в Париж, предстает довольно убогим по сравнению с элегантностью парижан. Бедный и не знакомый с нравами столицы, он покрывает себя насмешками в опере, вырядившись слишком вычурно и безвкусно, а мадам де Баржетон тут же отказывается от него, не желая портить своей репутации. Его попытки опубликовать свои книги окончились неудачей. Он знакомится с Даниэлем д’Артезом, либеральным философом, собравшим вокруг себя общество молодых людей, разных по политическим воззрениям и профессиям, которые разделяют дружбу и совершенно аскетическую жизнь на службе искусства или науки. Люсьен участвует в Кружке некоторое время. Но, слишком нетерпеливый для долгого труда над одним литературным произведением, он уступает искушению журналистики и мгновенного успеха. Люсьен подписывает свои статьи как Рюбампре (девичья фамилия его матери, последней представительницы древнего дворянского рода). Он влюбляется в молодую актрису Корали и ведет жизнь в роскоши. Его амбиции привели его к увлечению политикой, он переходит на сторону роялистов, покидая либеральную газету и надеясь на королевский указ о наделении его дворянским титулом. Это весьма неправильный поступок в мире журналистики: старые друзья яростно критикуют его, а новые коллеги его не поддерживают. Он становится причиной смерти Корали, которая из-за нужды вынуждена обратиться за помощью к своему старому покровителю Камюзо. Люсьен, не имея средств к существованию, гонимый кредиторами, врагами и бывшими друзьями, пешком возвращается в Ангулем просить помощи у Давида (на чьё имя он тайно выписал векселя на три тысячи франков).
• Страдания изобретателя (впервые опубликовано под заголовком Ева и Давид)
Давид, не заинтересованный в бизнесе, близок к разорению. Тем не менее, ему удается выжить благодаря преданности и любви к жене, Еве, красавице сестре Люсьена. Он ищет секретный способ производства бумаги, более низкой цены, но лучшего качества. После многих экспериментов Давиду удалось найти способ, который он давно искал, но братьям Куэнте, владельцам другой типографии, конкурирующим с Давидом, тем временем удалось разорить его с помощью своего шпиона Серизе, работавшего наборщиком в типографии Давида, и стряпчего Пти-Кло). Давида арестовывают и сажают в тюрьму. Люсьен, чувствуя ответственность за беды зятя, решает покончить жизнь самоубийством. Но, перед тем как броситься в реку, он встречает таинственного испанского аббата, Карлоса Эррера, который замечает его и препятствует утопиться. Он предлагает поэту деньги, успех и месть при условии, что тот будет слепо подчиняться. Люсьен принимает сделку и тут же отправляет необходимую сумму Давиду, чтобы он мог выйти из тюрьмы, а сам уезжает в Париж со странным священником.
Давид заключает невыгодное соглашение с братьями Куэнте на использование своего изобретения, так и не принесшего ему желанного богатства. Ева и Давид покупают поместье в сельской местности, в деревушке Марсак, и живут просто, но счастливо, воспитывая двух сыновей и дочь.
