小說的故事發(fā)生在15世紀(jì)的巴黎，情節(jié)線索的中心地點是巴黎圣母院。
主人公加西莫多是流浪的吉卜西(賽)人的棄兒，生來就畸形：獨眼、駝背、跛足。吉卜西人偷偷地拿他換走了雷姆地方一個婦女的小女兒阿涅。巴黎圣母院的副主教克羅德收養(yǎng)了加西莫多，在成年后讓他在圣母院里當(dāng)敲鐘人。由于長年敲鐘，他的耳朵又震聾了。加西莫多忠于職務(wù)，對副主教極為崇敬，唯命是從。
一個節(jié)日的晚上，副主教指使加西莫多去搶吉卜西少女愛斯梅哈爾達，被國王衛(wèi)隊撞上，隊長法比救下少女。次日加西莫多被判了刑，在格雷勿方場鼓臺下被鞭打示眾。加西莫多痛苦萬分，要求喝水。副主教看見后悄悄溜走，吉卜西少女卻大膽地送水給受刑的加西莫多喝?？蓱z的敲鐘人從此對她感激不盡。
原來吉卜西少女正是被流浪人偷走的阿涅。她年輕、美麗，能歌善舞。節(jié)日晚上被衛(wèi)隊長法比救下來以后就愛上了他，約定相會。這事被副主教得知，跟蹤法比，藏在他們幽會的地方，并在法比和愛斯梅哈爾達互訴愛慕時，用匕首刺傷法比，自己溜走。嚇昏過去的愛斯梅哈爾達被逮捕，法庭控訴她以妖術(shù)謀害國王侍衛(wèi)的罪名，又用酷刑逼她認(rèn)罪，從而判處她絞刑。在獄中副主教一再向愛斯梅哈爾達表示，只要她肯愛他就能免死。但少女堅定地愛著法比，副主教惱羞成怒，宣布執(zhí)行絞刑。行刑的前一天，愛斯梅哈爾達跪在圣母院門前執(zhí)行懺悔儀式。突然，加西莫多沖出來抱起少女跨進圣母院的門檻，高喊：“圣地！”衛(wèi)隊、獄卒和圍觀的人群都不敢行動，因為根據(jù)當(dāng)時的宗教法規(guī)，凡在教堂內(nèi)的人都應(yīng)受到上帝保護，即使犯了死罪，也不得逮捕。加西莫多把愛斯梅哈爾達藏在最高塔樓的小房間里，拿自己的食物、被褥送給她，每夜守衛(wèi)在她的房門口，對她百般愛護。不久副主教找到了這個藏身之地，夜間潛入室內(nèi)，想強奸少女，被守衛(wèi)的加西莫多發(fā)現(xiàn)未遂。
流浪人得知愛斯梅哈爾達被無理判處死刑，都非常憤怒，他們各自武裝起來，一路沖向法院，一路包圍巴黎圣母院。但熱愛吉卜西女郎的加西莫多，因為是聾子，誤以為他們是來追捕她的敵人，在教堂頂上拋下用來修理房屋的各種建筑材料，造成流浪人的大量傷亡。國王路易十一雖然不喜歡宗教勢力，但又懼怕人民起來，派出軍隊去鎮(zhèn)壓。
副主教趁機騙走愛斯梅哈爾達，把她拖到鼓臺前，逼她選擇：或者上絞臺，或者答應(yīng)愛他。少女卑視他，寧死不屈。副主教把她拖到“老鼠洞”前，叫修女居第爾抓住她，自己跑去喊衛(wèi)隊。
修女居第爾其實就是少女的母親。她在失去小女兒以后，帶著留下的一只繡花小鞋跑遍各地尋找，在絕望的情況下皈依宗教，進了活棺材——“老鼠洞”，當(dāng)了修女。當(dāng)愛斯梅哈爾達看到那只小鞋時，她也拿出裝在自己護身符里的一只同樣的繡花小鞋，于是母女相會。http：//i1766。com修女砸斷鐵窗欄，把失去了十六年的女兒藏進“老鼠洞”，母女倆沉浸在骨肉團聚的歡樂里。這時被副主教喊來的監(jiān)獄長和衛(wèi)隊包圍了“老鼠洞”。母愛使居第爾產(chǎn)生了力量和智慧，她騙過了他們，使他們相信吉卜西少女已經(jīng)逃走。但是當(dāng)愛斯梅哈爾達聽到法比的名字時，忍不住沖出窗口，暴露了自己。于是母女被帶到刑場，女兒上絞架，母親慘死在絞架下面。
最后，加西莫多看透了副主教的丑惡靈魂，把他從塔樓上推下去摔死后，找到愛斯梅哈爾達的尸體，緊緊地抱住它死去。
小說通過副主教的卑劣行為，非常有力地揭露了宗教的殘酷和虛偽。是束縛人性的宗教使他的愛情變成可怕的欲望，害了別人，自己也得不到好下場。作品還以加西莫多外形的丑來對照他內(nèi)心的美。吉卜西少女愛斯梅哈爾達是作者理想的化身，在她身上體現(xiàn)了雨果心目中最崇高的感情和最美的形象。