Jean Valjean est un ancien détenu qui a été emprisonné pour avoir volé une miche de pain. À sa libération, il est traité comme un paria partout où il va, jusqu'à ce que l'évêque Myriel l'aide à se créer une nouvelle vie. Il adopte le nom de Monsieur Madeleine et devient un propriétaire d'usine prospère. Cependant, il est traqué par Javert, un policier acharné, qui pense qu'aucun criminel ne peut vraiment s'amender.
Fantine est une jeune femme pauvre mais belle qui tombe amoureuse d'un jeune étudiant qui l'abandonne peu après qu'elle ait donné naissance à leur enfant. Fantine nomme sa fille Cosette et la confie aux Thénardiers afin de trouver du travail. Les Thénardiers traitent Cosette avec cruauté et demandent à Fantine une somme d’argent considérable en échange de la garde de sa fille. Après la découverte de son enfant illégitime, Fantine perd son emploi à l'usine et est obligée de se prostituer.
Javert l’arrête après qu'elle ait agressé un jeune homme qui avait enfoncé une boule de neige dans son chemisier. Valjean intervient et emmène Fantine, gravement malade, à l'hôpital. Il lui promet de prendre soin de sa fille. Au même moment, Valjean apprend qu'un homme nommé Champmathieu a été identifié par erreur comme Jean Valjean et risque la prison à vie en tant que récidiviste. Après un long examen de conscience, Valjean témoigne devant le tribunal de sa vraie identité. Fantine meurt et Valjean est à nouveau emprisonné.
Valjean s'échappe de prison et sauve Cosette des Thénardiers. Tous deux commencent une nouvelle vie à Paris, bientôt interrompue par Javert, qui a découvert que Valjean est vivant. Valjean et Cosette se réfugient au couvent du Petit-Picpus.
Marius est un jeune homme riche qui adore son grand-père Gillenormand. Cependant, Gillenormand a secrètement éloigné Marius de son père, Georges Pontmercy, car les deux hommes ont des opinions politiques différentes. Marius pense que son père l'a abandonné, mais Monsieur Mabeuf, un marguillier, lui dit la vérité. Marius commence à idolâtrer son père, qui est mort. Marius et Gillenormand se brouillent et Marius commence une nouvelle vie. Il se lie d'amitié avec les membres de la société révolutionnaire des Amis de l’A B C et tombe amoureux de Cosette, qu'il aperçoit dans le jardin du Luxembourg. Marius ne parvient pas à la retrouver et sombre dans le désespoir.
Mais le passé les rattrape. Les Thénardiers tentent d'extorquer de l'argent à Valjean en l'enlevant mais Marius intervient et le sauve. La fille aînée des Thénardiers, Éponine, est tombée amoureuse de lui mais Marius n'a d'yeux que pour Cosette. Tous deux commencent une relation après que Marius ait laissé un carnet de lettres d'amour dans son jardin. Leur idylle tourne court lorsque Valjean décide que Cosette et lui doivent quitter la France pour s'installer en Angleterre.
Désespéré, Marius se joint à un soulèvement contre le gouvernement. Il retrouve ses amis de la société A B C sur une barricade. Javert a tenté d'infiltrer leurs rangs en tant qu'espion, mais il a été découvert et attaché à un poteau. Éponine meurt en protégeant Marius sur la barricade.
Valjean, qui a découvert l'amour de Marius pour Cosette, rejoint le groupe sur la barricade. Il se porte volontaire pour exécuter Javert, mais le laisse finalement partir, au grand désarroi de ce dernier. Valjean revient au moment où l'armée attaque la barricade. Il attrape Marius, gravement blessé, et disparaît dans les égouts. Javert attend Valjean à la sortie, mais au lieu de l'arrêter, il lui permet de mettre Marius en sécurité. Horrifié d’avoir manqué aux devoirs incombant à ses fonctions, Javert se suicide.
Marius se remet de ses blessures et, avec la bénédiction de Gillenormand et de Valjean, épouse Cosette. Valjean a avoué son passé criminel à Marius, qui est horrifié. Marius et Cosette se rapprochent alors que Valjean et Cosette s'éloignent. La vie de Valjean perd son sens sans Cosette et sa santé se dégrade. Cependant, l'héroïsme de Valjean apparaît clairement à Marius lorsque Thénardier lui révèle involontairement que c'est Valjean qui l'a sauvé la nuit de la chute de la barricade. Marius et Cosette arrivent à temps pour réconforter Valjean sur son lit de mort. Le vieil homme meurt en paix, avec le sentiment d’avoir vécu une vie bonne et vertueuse.
