五月下旬的一个傍晚，一位为编写新郡志而正在考察这一带居民谱系的牧师告诉约翰·德伯：他是该地古老的武士世家德伯氏的后裔。这一突如其来的消息，使这个贫穷的乡村小贩乐得手舞足蹈，他异想天开地要17岁的大女儿苔丝到附近一个有钱的德伯老太那里去认“本家”，幻想借此摆脱经济上的困境。
实际上，德伯老太与这古老的武士世家毫无渊源关系，她家是靠放高利贷起家的暴发户，从北方迁到这里，这个姓也是从博物馆里找来的。苔丝到她家后，德伯老大的儿子亚雷见这个姑娘长得漂亮，便装出一片好心，让苔丝在他家养鸡。三个月后，亚雷奸污了她。
苔丝失身之后，对亚雷极其鄙视和厌恶，她带着心灵和肉体的创伤回到父母身边，发现自己已经怀孕了。她的受辱不仅没有得到社会的同情，反而受到耻笑和指责。婴儿生下后不久就夭析，痛苦不堪的苔丝决心改换环境，到南部一家牛奶厂做工。
在牛奶厂，她认识了26岁的安玑·克莱。他出身于富有的牧师家庭，却不肯秉乘父兄旨意，继承牧师的衣钵，甘愿放弃上大学的机会，来这里学习养牛的本领，以求自立。在劳动中，苔丝和安巩互相产生了爱慕之情。当安玑父母提议他与一个门当户对的富家小姐结婚时，他断然拒绝了。而苔丝的思想却十分矛盾，她既对安玑正直的为人、自立的意志和对她的关怀有好感，又自哀失身于人，不配做他的妻子。但强烈的爱终于战胜了对往事的悔恨，她和安玑结了婚。
新婚之夜，苔丝下定决心，要把自己的“罪过”原原本本地告诉安玑。但一当她讲完自己与亚雷的往事之后，貌似思想开通的安玑·克莱不仅没有原谅她，反而翻脸无情，只身远涉重洋到巴西去了，尽管他自己也曾和一个不相识的女人放荡地生活过。
被遗弃的苔丝心碎了。她孤独、悔恨、愤慨、绝望，但为了全家的生活，她只好忍受屈辱和苦难。同时，她还抱着一线希望，盼着丈夫回心转意，回到自己身边。
一天，在苔丝去安玑家打听消息回来的途中，发现毁掉她贞操的亚雷居然成了牧师，满口仁义道德地正在布道。亚雷还纠缠苔丝，无耻地企图与她同居。苔丝又气又怕，随即给丈夫写了一封长信，恳求克莱迅速归来保护自己。
克莱在巴西贫病交加，也历尽磨难。他后悔当时遗弃苔丝的卤莽行为，决定返回英国与苔丝言归于好。但这时苔丝家又发生变故：父亲猝然去世，住屋被房主收回，全家栖身无所，生活无着。在这困难关头，亚雷乘虚而入，用金钱诱逼苔丝和他同居。克莱的归来，犹如一把利刃，把苔丝从麻木浑噩的状态中刺醒。在绝望中，她亲手杀死了亚雷，追上克莱，他们在荒漠的原野里度过了几天逃亡的欢乐生活。最后在一个静谧的黎明，苔丝被捕，接着被处绞刑；克莱遵照苔丝的遗愿，带着忏悔的心情和苔丝的妹妹开始了新的生活。