I det storslåede London-hjem for sin tante, Lady Brandon, møder den velkendte kunstner Basil HallwardDorian Gray. Dorian er en kultiveret, velhavende og umuligt smuk ung mand, der straks fanger Basils kunstneriske fantasi. Dorian sidder i flere portrætter, og Basil skildrer ham ofte som en gammel græsk helt eller en mytologisk figur. Når romanen åbner, fuldender kunstneren sit første portræt af Dorian, som han virkelig er, men som han indrømmer overfor sin ven Lord Henry Wotton, skuffer maleriet ham, fordi det afslører for meget af hans følelse for hans emne. Lord Henry, en berømt vittighed, der nyder at skandalisere sine venner ved at fejre ungdom, skønhed og den egoistiske forfølgelse af glæde, er uenig og hævder, at portrættet er Basils mesterværk. Dorian ankommer til studiet, og Basil introducerer ham modvilligt til Lord Henry, som han frygter vil har en skadelig indflydelse på den imponerende, unge Dorian.
Basils frygt er velbegrundet; inden afslutningen på deres første samtale forstyrrer Lord Henry Dorian med en tale om den kortvarige natur af skønhed og ungdom. Dorian er bange for, at disse, hans mest imponerende karakteristika, falmer dag for dag, og som han tror en dag vil minde ham om den skønhed, han vil have mistet. I et anfald af lidelser løfter han sin sjæl, hvis kun maleriet kunne bære byrden af alder og berygtelse og lade ham forblive for evigt ung. Efter Dorians udbrud bekræfter Lord Henry sit ønske om at eje portrættet; Basil insisterer imidlertid på, at portrættet tilhører Dorian.
I løbet af de næste par uger bliver Lord Henrys indflydelse over Dorian stærkere. Ungdommen bliver en discipel af den “nyeHedonisme” og foreslår at leve et liv dedikeret til forfølgelsen af glæde. Han bliver forelsket i Sibyl Vane, en ung skuespillerinde, der optræder i et teater i Londons slumkvarterer. Han elsker hendes skuespil, hun til gengæld , henviser til ham som “Prince Charming” og nægter at adlyde advarslerne fra hendes bror, James Vane, om at Dorian ikke er noget godt for hende. Overvundet af hendes følelser for Dorian, beslutter Sibyl, at hun ikke længere kan handle og undrer sig over, hvordan hun kan foregive at elske på scenen, nu når hun har oplevet den virkelige ting. Dorian, elsker Sibyl på grund af sin evne til at handle, bryder grusomt hans engagement med hende. Efter at have gjort det, vender han tilbage hjem for at bemærke, at hans ansigt i Basils portræt af ham er ændret: det latterliggør nu. Bange for, at hans ønske om, at han ligner maleriet for at bære de dårlige virkninger af hans opførsel, er gået i opfyldelse, og at hans synder vil blive registreret på lærredet, beslutter han sig for at slutte med Sibyl den næste dag. Den følgende eftermiddag bringer Lord Henry dog nyheder om, at Sibyl har dræbt sig selv. Ved Lord Henrys kirurgi beslutter Dorian at betragte hendes død som en slags artistictriumph – hun personificerede tragedie – og lægge sagen bag sig. I mellemtiden skjuler Dorian sit portræt i et fjerntliggende øverste rum i hishouse, hvor ingen andre end han kan se dens transformation.
Lord Henry giver Dorian en bog, der beskriver de onde udnyttelser af en franskmand fra det 19. århundrede; det bliver Dorians bibel, når han synker stadig dybere ned i et liv med synd og korruption. Han lever levende helliget til at skaffe nye oplevelser og fornemmelser uden hensyntagen til konventionelle moralstandarder eller konsekvenserne af hans handlinger. Atten år går. Dorians omdømme lider i kredse af høfligt Londonsamfund, hvor rygter spredte sig om hans skandalousexploits. Hans jævnaldrende fortsætter med at acceptere ham, fordi han forbliver ung og smuk. Figuren i maleriet vokser dog i stigende grad wizeret og afskyelig. En mørk, tåget aften ankommer Basil Hallward til Dorians hjem for at konfrontere ham med rygter, der plager hans omdømme. De to skændes, og til sidst tilbyder Dorian Basil et kig på hans (Dorians) sjæl. Han viser Basil den nu uhyggelige portræt, og Hallward, forfærdet, beder ham om at omvende sig. Dorian hævder, at det er for sent til bod og dræber Basil i et raserianfald.
For at bortskaffe kroppen bruger Dorian hjælp fra en fremmed ven, en læge, som han afpresser. Dagen efter mordet tager Dorian vej til en opiumhule, hvor han møder James Vane, der forsøger at hævne Sibyls død. Dorian skuer ud til sin landejendom. Mens han underholder gæsterne, bemærker han James Vane kigger ind gennem et vindue, og han bliver ødelagt af frygt og skyld. Når en jagtgruppe ved et uheld skyder og dræber Vane, føler Dorian sig sikker igen. Han beslutter at ændre sit liv, men kan ikke samle modet til at tilstå sine forbrydelser, og maleriet afslører nu sit formodede ønske om at omvende sig for, hvad det er – hykleri. I et raseri tager Dorian den kniv, han brugte til at stikke Basil Hallward, op og forsøger at ødelægge maleri. Der er et nedbrud, og hvide tjenere kommer ind for at finde portrættet uskadet og viser Dorian Grayas en smuk ung mand.På gulvet ligger kroppen af deres herre – en gammel mand, forfærdeligt krøllet og vanæret, med en kniv kastet ind i hans hjerte.