Ветреным мартовским днём 1867 г. вдоль мола старинного городка Лайм-Риджиса на юго-востоке Англии прогуливается молодая пара. Дама одета по последней лондонской моде в узкое красное платье без кринолина, какие в этом провинциальном захолустье начнут носить лишь в будущем сезоне. Ее рослый спутник в безупречном сером пальто почтительно держит в руке цилиндр. Это были Эрнестина, дочь богатого коммерсанта, и её жених Чарльз Смитсон из аристократического семейства. Их внимание привлекает женская фигура в трауре на краю мола, которая напоминает скорее живой памятник погибшим в морской пучине, нежели реальное существо. Ее называют несчастной Трагедией или Женщиной французского лейтенанта. Года два назад во время шторма погибло судно, а выброшенного на берег со сломанной ногой офицера подобрали местные жители. Сара Вудраф, служившая гувернанткой и знавшая французский, помогала ему, как могла. Лейтенант выздоровел, уехал в Уэймут, пообещав вернуться и жениться на Саре. С тех пор она выходит на мол, «слоноподобный и изящный, как скульптуры Генри Мура», и ждёт. Когда молодые люди проходят мимо, их поражает её лицо, незабываемо трагическое: «скорбь изливалась из него так же естественно, незамутненно и бесконечно, как вода из лесного родника». Ее взгляд-клинок пронзает Чарльза, внезапно ощутившего себя поверженным врагом таинственной особы.

Чарльзу тридцать два года. Он считает себя талантливым учёным-палеонтологом, но с трудом заполняет «бесконечные анфилады досуга». Проще говоря, как всякий умный бездельник викторианской эпохи, он страдает байроническим сплином. Его отец получил порядочное состояние, но проигрался в карты. Мать умерла совсем молодой вместе с новорождённой сестрой. Чарльз пробует учиться в Кембридже, потом решает принять духовный сан, но тут его спешно отправляют в Париж развеяться. Он проводит время в путешествиях, публикует путевые заметки — «носиться с идеями становится его главным занятием на третьем десятке». Спустя три месяца после возвращения из Парижа умирает его отец, и Чарльз остаётся единственным наследником своего дяди, богатого холостяка, и выгодным женихом. Неравнодушный к хорошеньким девицам, он ловко избегал женитьбы, но, познакомившись с Эрнестиной Фримен, обнаружил в ней незаурядный ум, приятную сдержанность. Его влечёт к этой «сахарной Афродите», он сексуально неудовлетворён, но даёт обет «не брать в постель случайных женщин и держать взаперти здоровый половой инстинкт». На море он приезжает ради Эрнестины, с которой помолвлен уже два месяца.

Эрнестина гостит у своей тётушки Трэнтер в Лайм-Риджисе, потому что родители вбили себе в голову, что она предрасположена к чахотке. Знали бы они, что Тина доживёт до нападения Гитлера на Польшу! Девушка считает дни до свадьбы — осталось почти девяносто... Она ничего не знает о совокуплении, подозревая в этом грубое насилие, но ей хочется иметь мужа и детей. Чарльз чувствует, что она влюблена скорее в замужество, чем в него. Однако их помолвка — взаимовыгодное дело. Мистер Фримен, оправдывая свою фамилию (свободный человек), прямо сообщает о желании породниться с аристократом, несмотря на то что увлечённый дарвинизмом Чарльз с пафосом доказывает ему, что тот произошёл от обезьяны.

Скучая, Чарльз начинает поиски окаменелостей, которыми славятся окрестности городка, и на Вэрской пустоши случайно видит Женщину французского лейтенанта, одинокую и страдающую. Старая миссис Поултни, известная своим самодурством, взяла Сару Вудраф в компаньонки, чтобы всех превзойти в благотворительности. Чарльз, в обязанности которого входит трижды в неделю наносить визиты, встречает в её доме Сару и удивляется её независимости.

Унылое течение обеда разнообразит лишь настойчивое ухаживание голубоглазого Сэма, слуги Чарльза, за горничной мисс Трэнтер Мэри, самой красивой, непосредственной, словно налитой девушкой.

На следующий день Чарльз вновь приходит на пустошь и застаёт Сару на краю обрыва, заплаканную, с пленительно-сумрачным лицом. Неожиданно она достаёт из кармана две морские звезды и протягивает Чарльзу. «Джентльмена, который дорожит своей репутацией, не должны видеть в обществе вавилонской блудницы Лайма», — произносит она. Смитсон понимает, что следовало бы подальше держаться от этой странной особы, но Сара олицетворяет собой желанные и неисчерпаемые возможности, а Эрнестина, как он ни уговаривает себя, похожа порою на «хитроумную заводную куклу из сказок Гофмана».

В тот же вечер Чарльз даёт обед в честь Тины и её тётушки. Приглашён и бойкий ирландец доктор Гроган, холостяк, много лет добивающийся расположения старой девы мисс Трэнтер. Доктор не разделяет приверженности Чарльза к палеонтологии и вздыхает о том, что мы о живых организмах знаем меньше, чем об окаменелостях. Наедине с ним Смитсон спрашивает о странностях Женщины французского лейтенанта. Доктор объясняет состояние Сары приступами меланхолии и психозом, в результате которого скорбь для неё становится счастьем. Теперь встречи с ней кажутся Чарльзу исполненными филантропического смысла.

Однажды Сара приводит его в укромный уголок на склоне холма и рассказывает историю своего несчастья, вспоминая, как красив был спасённый лейтенант и как горько обманулась она, когда последовала за ним в Эймус и отдалась ему в совершенно неприличной гостинице: «То был дьявол в обличий моряка!» Исповедь потрясает Чарльза. Он обнаруживает в Саре страстность и воображение — два качества, типичных для англичан, но совершенно подавленных эпохой всеобщего ханжества. Девушка признается, что уже не надеется на возвращение французского лейтенанта, потому что знает о его женитьбе. Спускаясь в лощину, они неожиданно замечают обнимающихся Сэма и Мэри и прячутся. Сара улыбается так, как будто снимает одежду. Она бросает вызов благородным манерам, учёности Чарльза, его привычке к рациональному анализу.

В гостинице перепуганного Смитсона ждёт ещё одно потрясение: престарелый дядя, сэр Роберт, объявляет о своей женитьбе на «не приятно молодой» вдове миссис Томкинс и, следовательно, лишает племянника титула и наследства. Эрнестина разочарована таким поворотом событий. Сомневается в правильности своего выбора и Смитсон, в нем разгорается новая страсть. Желая все обдумать, он собирается уехать в Лондон. От Сары приносят записку, написанную по-французски, словно в память о лейтенанте, с просьбой прийти на рассвете. В смятении Чарльз признается доктору в тайных встречах с девушкой. Гроган пытается объяснить ему, что Сара водит его за нос, и в доказательство даёт прочитать отчёт о процессе, проходившем в 1835 г. над одним офицером. Он обвинялся в изготовлении анонимных писем с угрозами семье командира и насилии над его шестнадцатилетней дочерью Мари. Последовала дуэль, арест, десять лет тюрьмы. Позже опытный адвокат догадался, что даты самых непристойных писем совпадали с днями менструаций Мари, у которой был психоз ревности к любовнице молодого человека... Однако ничто не может остановить Чарльза, и с первым проблеском зари он отправляется на свидание. Сару выгоняет из дома миссис Поултни, которая не в силах перенести своеволие и дурную репутацию компаньонки. Сара прячется в амбаре, где и происходит её объяснение с Чарльзом. К несчастью, едва они поцеловались, как на пороге возникли Сэм и Мэри. Смитсон берет с них обещание молчать и, ни в чем не признавшись Эрнестине, спешно едет в Лондон. Сара скрывается в Эксетере. У неё есть десять соверенов, оставленные на прощание Чарльзом, и это даёт ей немного свободы.

Смитсону приходится обсуждать с отцом Эрнестины предстоящую свадьбу. Как-то, увидев на улице проститутку, похожую на Сару, он нанимает её, но ощущает внезапную тошноту. Вдобавок шлюху также зовут Сарой.

Вскоре Чарльз получает письмо из Эксетера и отправляется туда, но, не повидавшись с Сарой, решает ехать дальше, в Лайм-Риджис, к Эрнестине. Их воссоединение завершается свадьбой. В окружении семерых детей они живут долго и счастливо. О Саре ничего не слышно.

Но этот конец неинтересен. Вернёмся к письму. Итак, Чарльз спешит в Эксетер и находит там Сару. В её глазах печаль ожидания. «Мы не должны... это безумие», — бессвязно повторяет Чарльз. Он «впивается губами в её рот, словно изголодался не просто по женщине, а по всему, что так долго было под запретом». Чарльз не сразу понимает, что Сара девственна, а все рассказы о лейтенанте — ложь. Пока он в церкви молит о прощении, Сара исчезает. Смитсон пишет ей о решении жениться и увезти её прочь. Он испытывает прилив уверенности и отваги, расторгает помолвку с Тиной, готовясь всю жизнь посвятить Саре, но не может её найти. Наконец, через два года, в Америке, он получает долгожданное известие. Возвратившись в Лондон, Смитсон обретает Сару в доме Росетти, среди художников. Здесь его ждёт годовалая дочка по имени Аалаге-ручеёк.

Нет, и такой путь не для Чарльза. Он не соглашается быть игрушкой в руках женщины, которая добилась исключительной власти над ним. Прежде Сара называла его единственной надеждой, но, приехав в Эксетер, он понял, что поменялся с ней ролями. Она удерживает его из жалости, и Чарльз отвергает эту жертву. Он хочет вернуться в Америку, где открыл «частицу веры в себя». Он понимает, что жизнь нужно по мере сил претерпевать, чтобы снова выходить в слепой, солёный, тёмный океан.