1819年冬，一个老妇人伏盖太太在巴黎一个偏僻地区开了一个客店，取名叫伏盖公寓，可以包饭，供人长期租住。这里住着各种各样的人：有穷大学生拉斯蒂涅；歇业的面粉商人高里奥；身份不明的伏脱冷；被大银行家赶出家门的泰伊番小姐；骨瘦如柴的老处女米旭诺等。每逢开饭的时候，客店的饭厅就特别热闹，大家济济一堂，都取笑高老头，作为无聊生活的调剂。
69岁的高老头高里奥6年前结束了面粉买卖后，住到了伏盖公寓。当时，他衣着考究，收入有8000到1万法郎，住了一套上等房间，算得上这所公寓里最体面的房客。寡妇老板娘伏盖太太还向他搔首弄姿，想改嫁他当一名本地区的阔太太。
可是好景不长，第二年年末，高老头换住了次等房间，并且整个冬天屋子里没有生火取暖，连取暖费都不愿付。这一来，引起了房客们的纷纷议论，大家想明白这位富翁降低生活标准的原因。只见有两个贵妇人常来找他，以为他有艳遇，把钱花在情妇上了。高老头却告诉大家，那是他的两个女儿：大女儿雷斯多伯爵夫人和二女儿银行家纽沁根太太。但谁都不相信。
在住满第三年后，高老头又要求换到最低等的房间，值钱的行李也都不见了，人也越来越瘦，看上去就是一个可怜虫。他在房客们眼中的地位也越来越下降，称呼也变了，原叫称为高里奥先生，现在就叫他高老头。伏盖太太也认为：要是高老头真有那么有钱的女儿，他决不会住我客店四楼最低等的房间。
不过，高老头女儿之谜总算被拉斯蒂涅揭开了。拉斯蒂涅是从外省来巴黎读大学的青年，出身破落贵族家庭。他有热情和才气，本想做一个清廉正直的法官。但在花花绿绿的巴黎都市，上流社会的公子哥儿们用钱如流水，享尽花天酒地的生活，他耳闻目睹，原来的理想就动摇了。
靠自己的勤奋学习求上进的路太艰苦，也太遥远，还不一定行得通，而依靠几个有钱的女人作进身的阶梯则容易得多，也可靠得多。于是他立刻出发，打算征服几个可以做他的后台的妇女，借此挤进上流社会过花天酒地、作威作福的生活。通过姑母的引荐，他结识了远房表姐，巴黎社交界地位显赫的鲍赛昂子爵夫人。鲍赛昂子爵夫人为他打开巴黎社交界的大门，拉斯蒂涅以鲍赛昂夫人表弟的名义在上流社会很快得到了贵妇人的重视。当他在表姐家的舞会上初次认识了雷斯多伯爵夫人时，这位贵妇人立即邀请他到家里玩。
第二天，在伏盖公寓里房客们共进午餐时，拉斯蒂涅很得意地讲了在舞会上认识了伯爵夫人的事。高老头很关切地问：“昨晚雷斯多太太一定很漂亮吗？”他的这一表现引起了老板娘伏盖太太的怀疑，她现在相信雷斯多太太是高老头的情妇，认定高老头定是给那些婆娘弄穷的。拉斯蒂涅怎么也不相信漂亮的伯爵夫人是高老头的情妇，决定非把事情弄清楚不可。
拉斯蒂涅应邀去雷斯多太太家拜访。但是他在那里碰了一鼻子灰。先是他的寒酸相引起了仆人的轻蔑；接着他行动莽撞，冲进了一间浴室，大出洋相；后来不慎提到了高老头，不知怎么事，大大触犯了伯爵夫妇，马上被当着不受欢迎的客人赶了出来。这一意外使拉斯蒂涅十分懊恼，只好赶紧去向表姐鲍赛昂夫人求教。
鲍赛昂夫人告诉他，雷斯多太太便是高里奥家的小姐。高老头是在法国大革命时期起家的面粉商人。他中年丧妻，把自己所有的爱都无私地倾注在两个女儿身上。为了让她们跨进上流社会的大门，从小就让她们受到最好的教育，为了替女儿找到如意郎君，他把大部分家财作了女儿的嫁妆，到出嫁时，给了她们每人80万法郎的陪嫁，让大女儿嫁给雷斯多伯爵，做了贵妇人；小女儿嫁给银行家纽沁根，当了金融家的阔太太。他以为女儿嫁了体面人家，自己便可以受到尊重、奉承。哪知不到两年，大革命失败，王朝复辟了。两个女婿一来因为他早年在大革命中跟革命派的公安委员会有过来往，二来做面粉这种上不了台面的生意有伤他们的脸面，便都和他断绝关系，闭门不纳。高老头还想巴结他们，忍痛出卖了店铺，又将这些钱一分为二给了两个女儿，自己便搬进了伏盖公寓。鲍赛昂夫人教导拉斯蒂涅，在巴黎这个卑鄙的社会环境里，要想成功就是要没有心肝，毫不留情地去打击人家，把别人当作自己的工具。至于拉斯蒂涅，尤其是要找一个贵妇人做情妇，拿到权势的钥匙，才能爬到社会阶梯的最高峰。拉斯蒂涅急于向上爬，鲍赛昂夫人指点他进攻高老头的二女儿纽沁根太太。
房客伏脱冷是个目光敏锐的人，对拉斯蒂涅的心思摸得十分透彻，他知道拉斯蒂涅正苦苦寻找向上爬的人梯。伏脱冷对拉斯蒂涅说：“在这个互相吞噬的社会里，清白老实一无用处，如果不像炮弹一样轰进去，就得像瘟疫一般钻进去。”他建议拉斯蒂涅去追求泰伊番小姐，只要拉斯蒂涅答应他提出的条件，事成后两人分成，他可以叫同党把泰伊番小姐的哥哥杀死，让她当上继承人。这样，银行家的遗产就会落到拉斯蒂涅手中。拉斯蒂涅虽然被伏脱冷的赤裸裸的言辞所打动，但没敢答应下来。
通过鲍赛昂夫人介绍，拉斯蒂涅结识了纽沁根太太。经过一段时间的接触，他发现纽沁根太太并无油水可捞。这个银行家的妻子经济上被丈夫控制得死死的，身上根本没有什么钱财。她为享乐的急需，甚至要求拉斯蒂涅拿自己仅有的100法郎去赌场替她赢6000法郎回来。
拉斯蒂涅便转向泰伊番小姐调情了。拉斯蒂涅心里明白：如果这一计划成功，自己就会有80万法郎的财产。
然而伏脱冷的身份已经引起警察的注意。警察当局的暗探买通了老处女米旭诺小姐，要她验明伏脱冷的身份，报酬是3000法郎。这时伏脱冷已经开始按计划行事：让同党寻衅，跟泰伊番小姐的哥哥决斗。但第二天中午，米旭诺在伏脱冷的饮料中下了迷药，伏脱冷被麻翻不省人事。米旭诺把闲人支开，脱下伏脱冷的衣服，把他上身露出来，在他的肩上拍了一巴掌，鲜红的皮肤上立刻现出“苦役犯”的字样。
这时传来泰伊番小姐的哥哥在决斗中死亡的消息。伏脱冷刚刚苏醒，来逮捕他的警察已经包围了伏盖公寓。特务长走上前来，一下打落了他的假发。伏脱冷全身的血涌上了脸，眼睛像野猫一样发亮，他使出一股蛮劲，大吼一声，把所有的房客吓得大叫起来。暗探们一齐掏出手枪对准他，伏脱冷一见黑洞洞的枪口，突然变了面孔，镇静下来，主动把两只手伸出上手铐，使得警察打算当场击毙他的计划破了产。他当众承认自己本名雅克·柯冷，浑名鬼上当，被判过20年苦役。当他知道是米旭诺小姐告的密时，他那双勾魂摄魄的眼睛顿时像一道闪电射在米旭诺脸上，吓得她腿都软了。临走时他还不忘对拉斯蒂涅说，他有办法收账的，然后喊着“一、二、一”走了出去。房客们十分惊愕，只有拉斯蒂涅心里明白泰伊番小姐哥哥被谋杀和伏脱冷要向他“收账”的原因。事实上拉斯蒂涅并不想牵涉进谋杀中去，并准备通知泰伊番父子，只是被伏脱冷预先料到，用药酒把他醉倒了，他未能通知。
与此同时，高老头为拉斯蒂涅与自己的二女儿牵线搭桥，购买了一幢小楼，供他们幽会，他决定不再追求泰伊番小姐。
一天中午，伏盖公寓门口突然来了一辆车，纽沁根太太急急忙忙跑下车，到了高老头的屋里。她向父亲哭诉，丈夫如何把她的财产拿去做生意，剥夺了她的财产所有权的事。父女俩正说着，雷斯多夫人也来了。她哭着告诉父亲和妹妹：她的丈夫利用她卖掉了昂贵的项链去为情人还债，现在她的财产已差不多全部被夺走。高老头听后受到很大打击，他为自己现在已无力帮助女儿急得把脑袋往墙上撞。两个女儿则为金钱的事互相指责，高老头终于急得晕了过去，患了初期脑溢血症。
鲍赛昂的情夫为了娶一个有钱的小姐，无情地抛弃了她。鲍赛昂夫人实在没有办法再在巴黎上流社交界混下去，只好决定隐居到乡下。临行前她准备举行一个盛大舞会，高老头的两个女儿为出席这次舞会费尽了心机。大女儿要做一套金钱织锦缎的漂亮衣衫，又来找父亲要1000法郎。高老头被逼得把口袋里最后1文钱都掏了出来。高老头又气又急，致使中风症猛发作。在父亲病危时，两个女儿不来看护他，却跑去参加鲍赛昂夫人的舞会享乐去了。
拉斯蒂涅想去把纽沁根太太叫回来，也来到子爵夫人家。鲍赛昂夫人举行的告别舞会场面壮观，赴会者名流云集，人人都想赶来看看热闹，欣赏这位往日上流社会的领袖今日情场失意被迫退出社交界的情景。宫廷中最显要的人物、各国大使、公使、部长、名流都到了。街上停放了500多辆车，灯烛照得屋内处处通明透亮。子爵夫人装束素雅，在众人面前脸上没有一丝表情，仿佛还保持着贵妇人不可一世的面目，而在她心目中，这座灿烂的宫殿已经变成一片沙漠，一回到内室，便禁不住泪水长流，周身发抖。鲍赛昂夫人把情书统统烧毁，作最后的诀别准备。舞会结束后不久，拉斯蒂涅目送鲍赛昂夫人坐上轿车，同她作了最后一次告别。
在伏盖公寓，可怜的高老头快断气了。他还盼望两个女儿能来见他最后一面。拉斯蒂涅差人去请老人的两个女儿，结果一个也没来。老人眼中流出一颗眼泪，滚在鲜红的眼皮边上，长叹一声说：“唉，爱了一辈子的女儿，到头来反给女儿遗弃！”没有人关心这个可怜的老人，只有拉斯蒂涅张罗着高老头的丧事。他目睹这一幕幕悲剧，随着高老头的埋葬也理葬了自己最后一滴同情的眼泪，他决心顺从污浊的环境，不择手段地向上爬。
