15世纪的巴黎，在愚人节那一天。巴黎民众抬着残废畸形的“愚人之王”——巴黎圣母院的敲钟人卡西莫多，在圣母院前面的格莱夫广场上欢呼游行。吉普赛少女爱斯梅拉达带着一只小羊跳舞卖艺，穷诗人甘果瓦被她的美貌和舞姿迷住了。他在夜里听到她动人的歌声，情不自禁的跟随着她这时忽然跳出两个男人把她劫走了，他认出其中一个就是其丑无比的卡西莫多，被卡西莫多打昏。
甘果瓦醒来后跌跌撞撞，在黑暗中误入了“奇迹宫”的大厅，那是乞丐和流浪汉聚集的地方，外人闯进去就要处死，除非有个流浪女愿意嫁给他。正在千钧一发的危机关头，爱斯梅拉达忽然出现了，原来是巡逻的弓箭队队长弗比斯把她救了出来。她心地善良，不忍看着这个素不相识的年轻人死于非命，表示愿意嫁给他，和他结成了名义上的夫妻。第二天，卡西莫多被绑在广场上示众，在烈日下口渴难忍，遭受围观者的嘲笑和辱骂，只有爱斯梅拉达不计前嫌，把水送到他的嘴里，使这个看起来丑陋无比愚钝无比的人感动得流下了眼泪。
爱斯梅拉达爱上了外貌英俊的弗比斯，他们在夜里幽会，不料弗比斯被人刺伤，她也因此被当做女巫抓了起来。就在她要被处死的时刻，卡西莫多冲进刑场，把她救到圣母院的钟楼上，因为那里是世俗法律无权管辖的地方。为了她的幸福，卡西莫多去寻找弗比斯，然而弗比斯这个逢场作戏的花花公子，已经丢下她另寻新欢去了。巴黎圣母院的副主教克洛德企图纠缠她，原来他看起来道貌岸然，其实心底邪恶，早就觊觎爱斯梅拉达的美色。正是他指使卡西莫多劫持了她，又躲在窗外用匕首刺伤了弗比斯。卡西莫多是弗洛罗收养的弃儿，一向对他唯命是从，此时居然能极力保护爱斯梅拉达不受他的凌辱。
法院决定逮捕爱斯梅拉达，流浪汉们赶来营救，遭到国王军队的镇压，死伤惨重。克洛德乘混乱之际，用谎言欺骗甘果瓦把她带出圣母院的后门，逼迫她顺从自己，在遭到坚定地拒绝之后，弗洛罗恼羞成怒，把她交给隐修女看管，自己去叫官兵。隐修女认出爱斯梅拉达是自己16年前丢失的女儿，但是眼看着她被官兵抓去而无能为力，被刽子手推倒致死。
克洛德站在圣母院的顶楼上，看到爱斯梅拉达被吊上绞架，发出了得意的狂笑。卡西莫多终于认清了弗洛罗的狰狞面目，猛扑过去，把他从钟楼顶上推下来摔死，自己则来到刑场上，抱着爱斯梅拉达的尸体遁入了墓地。几年后，人们发现了他们拥抱在一起的遗骸。
