Ursula et Gudrun Brangwen sont deux sœurs qui vivent à Beldover, en Angleterre. Ursula est institutrice et Gudrun est professeur d’art qui s’est fait une réputation en tant qu’artiste. Les deux femmes ont la vingtaine et recherchent l’amour. Lorsqu’elles rencontrent respectivement Rupert Birkin et Gerald Crich, elles luttent avec leurs amants et avec leur propre nature pour essayer de faire les mariages qui les combleront face à la dissolution et à la dégénérescence de leur époque industrielle.
Ursula et Gudrun ont l’habitude de vivre leur vie à leur façon, et le mariage est une idée oppressante pour elles deux. Elles ne pourraient jamais se marier comme leurs parents l’ont fait. Elles apprécient trop leur liberté. Ursula rencontre Rupert Birkin, l’inspecteur scolaire de son district, et Gudrun rencontre Gerald Crich, le fils d’un propriétaire de mine, et ils commencent chacun leur relation. Rupert Birkin est déjà en couple avec Hermione Roddice, une femme aristocrate riche, mais elle est très intellectuelle et Birkin lui en veut de vouloir tout savoir dans sa tête, sans avoir aucune connaissance physique des choses, et il commence à mettre fin à la relation en niant, en contredisant et en se rebellant contre Hermione.
Les deux couples se rapprochent à la suite d’un certain nombre d’incidents : le père de Gerald est mourant et, alors qu’il se prépare à reprendre les mines, il doit faire face aux problèmes de l’entreprise et apprendre à être de plus en plus efficace dans l’extraction du charbon de la terre. Lawrence le décrit comme un type nordique, blond et vigoureux, et il est aussi un peu mécanique dans la façon dont il adapte l’entreprise à l’extraction du charbon. Ce processus épuise cependant son esprit et il cherche une qualité chez Gudrun pour raviver son humanité. Gudrun est un deuxième enfant, distante, ironique et très douée pour créer des œuvres d’art, mais elle n’a pas la souplesse nécessaire pour s’adapter aux exigences de Gerald : elle peut lui donner la paix qu’il désire, mais cela lui coûte une période de conscience de soi très inconfortable. Elle se bat avec lui, et leur relation commence réellement lorsqu’elle le frappe au visage à cause d’une remarque insignifiante de sa part : il lui permet cet acte de supériorité, et sa violence semble même lui prouver sa vigueur, mais cela lui coûte aussi une certaine estime de soi, de se laisser piétiner, et il reste compétitif.
Ursula et Birkin sont différents, plus souples mais aussi plus intellectuels. Birkin sait ce qu’il attend d’une femme. Il veut une relation au-delà de l’amour personnel où deux personnes se font tellement confiance et se font tellement confiance qu’elles peuvent rester engagées l’une envers l’autre et, par leur engagement l’une envers l’autre, permettre à chaque personne de rester qui elle est. Il veut qu’une femme l’accepte dans sa propre personnalité et il veut faire de même pour une femme à son tour. Ursula et Birkin débattent de ces idées jusqu’à la frustration, et Ursula finit par lui soutirer une simple déclaration. Il lui dit qu’il l’aime et elle est satisfaite. Mais elle sait aussi ce qu’il veut dire et ils partagent cette dévotion abstraite à l’univers l’un à travers l’autre.
Le livre atteint son apogée lors du voyage des deux couples dans les Alpes, où Ursula et Birkin se lancent dans leur tour du monde (ils ont renoncé à leur travail en Angleterre et cherchent un endroit où ils pourront nourrir leur relation) et où Gerald et Gudrun s’enfoncent dans leur opposition. Alors que Gerald commence à vraiment essayer de soumettre Gudrun, elle se lie d’amitié avec un artiste allemand homosexuel du nom de Loerke, qui est un voyou, quelqu’un sans aucun pouvoir ni position, mais une profonde réserve d’ironie et de sarcasme avec laquelle commenter les illusions de tout le monde. Lorsque Gerald s’exaspère et frappe Loerke, il commence alors à étrangler Gudrun, et il est satisfait par l’idée de l’étrangler, cela semble être l’acte absolu qui le comblera. Cependant, Loerke revient à lui et fait une déclaration ironique. Gerald voit la bêtise de l’acte et libère donc Gudrun et marche dans la neige, où il finit par mourir de froid.
Ursula et Birkin avaient laissé Gerald et Gudrun ensemble dans les montagnes, mais ils reviennent, et Birkin pleure la mort de son ami proche. Il avait essayé d’avoir une amitié surpassant l’amitié avec Gerald – il voulait presque être marié à son ami, mais Ursula essaie de lui faire croire qu’un seul mariage suffit et qu’elle sera ce dont Birkin a besoin dans le monde. Gudrun suit Loerke en Allemagne et continue à pratiquer son art, mais il semble qu’à la fin du roman, elle ait abandonné l’espoir d’un amour final et épanouissant comme sa sœur l’a fait avec Birkin.