Повествование ведется от имени некого Н.Н. Ему было тогда лет 25, он только что "вырвался на волю" и уехал за границу не столько продолжить образование, сколько посмотреть мир. Путешествуя без цели и плана, он наблюдал людей, заводил знакомства, не считая нужным посещать общеизвестные достопримечательности и памятники, так как они его мало интересовали. В конечном итоге Н.Н. останавливается в небольшом городке на левом берегу Рейна, где предается печали и одиночеству по поводу того, что его недавняя влюбленность в молодую вдову, с которой он познакомился на водах, закончилась "коварной изменой" она предпочла его "одному краснощекому баварскому лейтенанту". Городок был довольно тихим, изобиловал виноградниками и узкими извилистыми улочками. На другом берегу Рейна располагался другой городок, немного больше того, в котором поселился Н.Н. Однажды он сидит на своей любимой скамейке и слышит, что с противоположного берега доносится музыка. Спросив у проходящего мимо старика, что это такое, Н.Н. узнает, что это студенты приехали на "коммерш". Решив посмотреть на этот "коммерш", Н.Н. находит перевозчика и отправляется на другую сторону. "Коммерш" это праздник студентов одной земли или братства. Н.Н. наблюдает за праздником, внезапно до него доносится русская речь: кто-то обращается к девушке по имени Лея. Н.Н. знакомится с молодым человеком, Гагиным, и его, как он ее отрекомендовал, сестрой Леей. Несмотря на то, что Н.Н. избегал за границей русских, так как ему не нравилась та манера, с которой они держали себя здесь, Гагин ему понравился. Девушка, которую Гагин назвал своей сестрой, также показалась ему очень миловидной. Гагин и сестра приглашают Н.Н. к себе. Они приходят в небольшой дом, расположенный за городом, откуда открывается великолепный вид на Рейн (дом этот, по словам Гагина, нашла Лея). Лея была очень подвижная девушка, она "ни одно мгновение не сидела смирно, а вставала, убегала в дом и прибегала снова, напевала вполголоса, часто смеялась и престранным образом; казалось, она смеялась не тому, что слышала, а разным мыслям, приходившим ей в голову". Просидев у своих новых знакомых часа два, Н.Н. отправляется домой, Лея и Гагин провожают его, помогая найти перевозчика. Лея любуется ночью, говорит, когда Н.Н. отчаливает: "Вы в лунный столб въехали, вы его разбили". Н.Н. находится под впечатлением встречи, его интригует романтический облик Леи. На следующий день к Н.Н. заходит Гагин. Во время беседы Гагин делится своими видами на жизнь. Говорит, что занимается искусством, Н.Н. в ответ повествует историю своей трагической любви. В конце концов, Гагин приглашает Н.Н. посмотреть свои этюды! .Этюды оказываются средними, как правило, незаконченными. Н.Н. честно высказывает свое мнение, и Гагин с ним соглашается. Лея, как выясняется, ушла "на развалину, и Гагин с Н.Н. идут ее разыскивать. Лею они находят на развалинах, Она взбирается на уступ. Несмотря на ее миловидность, Н.Н. начинает относиться к ней неприязненно, так как чувствует в её поведении что-то напряжённое, не совсем естественное, словно девушка все время хочет их чем-то удивить, в частности, устраивая эксцентричные детские выходки. Например, она покупает у старушки, торгующей неподалеку всякой всячиной, стакан воды и заявляет, что пить вовсе не хочет, а намеревается полить цветы, растущие на развалинах. Она снова начинает лазить по развалинам, смеется, видя испуг на лицах своих спутников. Все ее поведение как бы говорит: "Вы находите мое поведение неприличным; все равно, я знаю, вы мной любуетесь". Гагин покупает кружку пива и провозглашает тост за даму сердца Н.Н. Лея интересуется, что это за дама и существует ли она на самом деле. Получив утвердительный ответ, она вначале смущается, но потом начинает снова шутить и улыбаться, порой вызывающе и даже дерзко. Эксцентричность ее доходит до того, что по пути домой даже прохожие приходят в смятение. По возвращении домой она меняет линию поведения, так как, по мнению Н.И., ей явно хотелось разыграть перед ним новую роль "роль приличной, благовоспитанной барышни". После обеда Лея отправляется в гости к фрау Луизе, старушке, вдове бывшего здешнего бурмистра, которая очень полюбила Лею. Гагин разрешает ей пойти и упоминает, что "обязан быть с ней снисходительным". II.Н. опять разговаривает с Гагиным об искусстве, впрочем, понимая, что художника из него не получится, так как он не привык кропотливо трудиться. Постепенно солнце садится, и друзья решают зайти за Асей. Та кидает им из окна веточку какого-то растения, которую Н.Н. кладет к себе в карман. Затем он идет к себе домой, по дороге ощущая тоску по России. Он чувствует, что вполне излечился от своей страсти к бессердечной вдове, и начинает думать об Асе. Он начинает подозревать, что она вовсе не сестра Гагину.
На следующее утро он снова идет к Гагину, видит там Лею, она снова будит в нем воспоминания о России. Затем они идут с Гагиным на этюды, снова начинают умный и совершенно бесполезный спор об искусстве. Придя назад, они застают Асю за вполне обычными занятиями. Ни тени кокетства или эксцентричности Н.Н. на этот раз в ней не находит и не в состоянии упрекнуть ее в неестественности. Возвращаясь домой, он размышляет над тем, какой хамелеон эта девушка, а также над тем, сестра она Гагину или нет. Проходит три недели. Н.Н. ежедневно навещает Гагина. Ася, похоже, избегает его и не позволяет себе тех шалостей, которые так удивили Н.Н. в первые два дня их знакомства. Постепенно Н.Н. понимает, что подобное поведение было вызвано именно застенчивостью. Он узнает, что до отъезда Ася долгое время жила в деревне. Один раз он застает ее за чтением французского романа, причем Ася весьма увлечена тем, что читает. В один из вечеров Н.Н. с Гагиным вслух читают "Германа и Доротею", нравоучительную книгу романтического плана. Ася, несколько раз пройдя мимо, в конце концов, подсаживается и начинает внимательно слушать. Подобные перемены заставляют Н.Н. думать об Асе как о загадочном существе, его интерес подхлестывает и то, что Гагин относится к ней явно не как к сестре: слишком ласково, слишком снисходительно, но вместе с тем несколько принужденно. Однажды Н.Н. становится случайным свидетелем сцены между Асей и Гагиным: проходя мимо беседки, он слышит, как Ася говорит, что она хочет любить одного лишь Гагина, навсегда, па всю жизнь. Она обнимает его и целует. Н.Н. удаляется, окончательно утвердившись в своих подозрениях, в то же время не понимая, зачем было столь тщательно скрывать свои отношения. На следующий день Н.Н. отправляется г. горы, где бродит, наслаждаясь природой в течение нескольких дней. Возвратившись домой, он находит записку от Гагина, в которой тот сетует на его внезапное отбытие, а также на то, что он не взял его с собой, Гагин встречает Н.И. по-приятельски, Ася же напротив, снова ведет себя неестественно, смеется и тут же убегает. В продолжение разговора, во время которого Н.Н. рассказывает Гагину подробности своего путешествия в горы, Ася то вбегает, то снова убегает, так что в конце концов Н.Н., сославшись на неотложные дела, собирается уходить домой. Гагин вызывается проводить его. Переправившись через Рейн, приятели возобновляют диалог, и внезапно Гагин интересуется, какого II.Н. мнения об Асе и не находит ли он ее поведение немного странным. Н.Н. честно признается, что находит. Тогда Гагин вызывается рассказать ее историю, чтобы объяснить эти странности. Отец Гагииа был человеком добрым, умным, образованным, но вместе с тем несчастливым. Жена его (мать Гагина) умерла, когда сыну было полгода, и отец воспитывал его сам. Однако его брат (дядя Гагина) стал убеждать отца Гагина отдать мальчика на воспитание ему, так как мальчику, по его мнению, было вредно жить в полном уединении. Со временем отец согласился, и Гагин переехал к дяде. Он окончил юнкерскую школу, из которой поступил в гвардейский полк. Ежегодно он приезжал к отцу, но с каждым годом находил его все более грустным и все более углубленным в себя. В одно из таких посещений Гагин в доме отца впервые встречается с худенькой черноглазой девочкой лет 10-ти, Леей. Отец говорит, что это сирота, взятая им на прокормление. Девочка была "дика, проворна и молчалива", и Гагин не обратил на нее особого внимания. В течение последовавших за тем 3-4 лет он не был у отца, который в письмах, если и упоминал об Асе, то лишь вскользь. Внезапно Гагин получил письмо от приказчика, в котором тот сообщил о смертельной болезни отца и умолял его приехать как можно бы
Гагин постепенно привязывается к ней. Он привозит ее в Петербург. Однако несмотря на то, что Ася тоже успевает привязаться к нему, Гагин помещает ее в один из пансионов, поскольку обязанности службы не позволяют ему жить вместе с ней. Лея, хотя и понимает необходимость разлуки, тяжело ее переживает, даже болеет, однако затем проводит в пансионе четыре года. В пансионе часто на нее жаловались, подруг у нее практически не было, отношения с окружающими складывались сложно. Ася достигает возраста, после которого ее держать в пансионе нельзя. Гагин принимает решение уйти в отставку и уехать года на два с Леей за границу, что он и исполняет, поселившись в этом городке на берегу Рейна. Гагин упоминает о том, что внезапно на днях Ася стала говорить ему, будто он стал относиться к ней холоднее, что она хочет любить только его и т.д. Упоминает о той сцене, которой Н.Н. явился невольным свидетелем. На вопрос Н.Н., не было ли у Леи увлечений, так как она жила в Петербурге и встречала достаточно молодых людей, Гагин отвечает, что все эти молодые люди ей не нравились и что Асе скорее бы подошел какой-нибудь необыкновенный человек или "живописный пастух в горном ущелье". Н.Н. говорит, что ему домой не хочется, и предлагает опять вернуться к Гагиным. Они возвращаются, Ася ласково встречает Н.Н., говорит, что рада его возвращению. Н.Н. разговаривает с Леей, она высказывает мысли, в которых чувствуется романтический взгляд на мир: ей нравятся сказки о Лорелейе, ей хочется пойти "куда-нибудь далеко, на молитву, на трудный подвиг", прожить недаром. Она просит Н.Н. почитать из "Онегина", говорит о том, как было бы хорошо, если бы у людей были крылья и проч. Возвратившись домой, они под музыку танцуют вальс. Возвращаясь домой, Н.Н. просит пустить перевозчика лодку вниз по Рейну. Ему чудится, что и небо со звездами, и вода, в которой небо отражается, живые, что все это движет ей и имеет свою душу. На следующий день, когда Н.Н. приходит к Гагиным, он застает Асю в несколько задумчивом расположении духа. На вопрос о причинах этого, Ася отвечает, что она очень много думала, что когда она воспитывалась у матушки, то ничему не училась и что теперь ей надо наверстывать упущенное, что ей надо перевоспитываться, так как она дурно воспитана, что она не умеет играть на фортепьяно, что шьёт она плохо и что окружающим с ней, видимо, очень скучно. Она интересуется у Н.Н., нужно ли быть женщине умной, а также тем, что мужчины ценят в женщинах больше всего. Н.Н. пытается ее успокоить, но в этот момент Гагин спрашивает у него совета относительно своих этюдов, н Лея уходит. Через час Лея возвращается и задает вопрос, было бы II.М. ее жаль, если бы она вдруг умерла. Н.М. удивляется такому вопросу, а девушка просит Н.Н. быть всегда и во всем с пей откровенным. Затем добавляет в продолжение вчерашнего разговора, что крылья у нее выросли, "да лететь некуда". На возражения Н.Н., что у нее все пути открыты, она отвечает, что он дурного мнения о ней. Ратин, заметив невеселое расположение духа Леи, предлагает, "как вчера" сыграть вальс. Та восклицает: "Нет! Нет! Сегодня ни за что!" II.II. возвращается домой, гадая, любит его Ася или нет, но на следующий день видит Лею лишь мельком, так как она неважно себя чувствует. Он бродит по городу. Внезапно его останавливает какой-то мальчик и передаст от Леи записку, в которой та пишет, что непременно должна видеть Н.Н. Назначает ему свидание возле каменной часовни. Н.Н. через мальчика передает, что он будет. Он возвращается домой, к нему приходит Гагин и по-дружески сообщает, что Лея, похоже, влюблена в Н.Н., затем рассказывает, что накануне с ней сделалась лихорадка, что она просила Гагина немедленно увезти ее отсюда, если он хочет, чтобы ома осталась в живых. Затем она призналась Гагину, что влюблена в Н.Н. и что влюбилась с первого взгляда. Гагин добавляет, что Ася взяла с пего обещание на следующий же день уехать отсюда. Гагин спрашивает, нравится ли ему его сестра. Н.Н. отвечает утвердительно, но добавляет, что он не может немедленно жениться на ней, так как их отношения с Леей еще не давали к тому повода. Н.Н. показывает Гагину записку от Леи. Тот благодарит его, и вместе они решают, что Н.Н. должен отправиться на свидание и честно объясниться с Леей. Н.Н. терзается, но в конечном итоге решает, что "жениться на семнадцатилетней девочке, с ее нравом, как это можно". Отправившись на свидание, Н.Н. снова встречает мальчишку-посыльного, который передает ему, что Ася назначила другое место свидания дом фрау Луизы. Н.Н. приходит в комнату, где находится Ася, и, несмотря на принятое решение, все же поддается ее обаянию, обнимает ее, целует. Затем внезапно вспоминает о Гагине и сообщает Асе о том, что ее брат все знает, упрекает ее за то, что она сама ему обо всем рассказала. Ася говорит, что она позвала Н.Н., чтобы проститься. Н.Н. упрекает ее за то, что она не дала развиться чувству, "которое начинало созревать, сама разорвала их связь". Н.Н. тем самым разыгрывает некую роль, чтобы образумить девушку. Ася начинает плакать, падает на колени, Н.Н. поднимает ее, девушка неожиданно вырывается и убегает. Н.Н. уходит из города, бродит по полям, досадуя на себя за такое поведение, жалея, что играл глупую роль, что лишился такой чудесной девушки. С наступлением ночи Н.Н. отправляется к дому Гагиных и узнает, что Ася еще не возвращалась. Вместе с Гагиным они отправляются ее искать и расходятся в разные стороны. Н.Н. ищет Асю, бегает по берегу, и ему кажется, что в нем проснулась любовь. Он терзается тем, "что она с собой сделала", "куда пошла", чувствует отчаяние. Бесплодно пробегав по берегу, он возвращается в дом Гагиных и узнает, что Ася вернулась. Н.Н. хочет просить у Гагина руки его сестры, но из-за того, что уже достаточно поздно, откладывает свое предложение до завтра. Он прощается и уходит. В предвкушении счастья дорогой он останавливается возле дерева, на котором поет соловей.
На следующее утро он приходит к Гагиным и видит, что все окна дома раскрыты, а обитатели уехали. Н.Н. передают письмо от Гагина, в котором тот извиняется и прощается с ним. Узнав, что Гагины поплыли вниз по Рейну, взяв билеты до Кельна, Н.Н. возвращается к себе и начинает укладывать вещи, собираясь отправиться следом. Однако проходя мимо дома фрау Луизы, Н.Н. слышит, как его кто-то окликает. Фрау Луиза передает ему маленькую записку от Аси, в которой она прощается с ним, говорит, что они не увидятся более, пишет, что если бы вчера, когда она плакала перед ним, он сказал всего одно лишь слово, она бы осталась, но так как он его не сказал, для нее лучше всего уехать. Н.Н. терзается, упрекает себя в том, что он упустил такую нежную, чувствительную девушку, которая его любила, что он "упустил любовь". Вернувшись, он берет вещи и отправляется за Гагиными в Кельн. Но там узнает, что они уехали в Лондон. В Лондоне ему также не удается их разыскать. Более Н.Н. с Гагиными не встречался, лишь однажды, несколько лет спустя, он мельком за границей видел в вагоне железной дороги лицо женщины, которое ему напомнило "незабвенные черты". Но это было лишь внешнее сходство. Ася для него навсегда осталась юной девушкой, которой она предстала перед ним на берегах Рейна. Впрочем, он недолго тосковал по ней и даже впоследствии думал, что судьба хорошо распорядилась, не соединив его с Асей, так как он вряд ли был бы счастлив с такой женой. Однако это острое чувство любви, которое возникло у Н.Н. во время его короткого романа с Асей, не повторялось более никогда. Он так и не женился, и лишь хранит, как святыню, ее записочки и высохшую веточку герани, которую она когда-то бросила ему из окна.