일찍 부모를 여읜 제인 에어는 숙모인 리드 부인의 집에서 살게 된다. 고집이 세고 자기주장이 강한 제인은 숙모와 사촌들의 냉대를 받으며 성장한다. 점점 더 반항심이 드세지는 제인을 숙모는 귀찮은 혹을 떨치듯 로우드 기숙학교에 넣는다. 제인 또한 학대의 생활을 벗어나기 위해 꿈을 안고 기숙학교에 들어간다. 그러나 기숙학교의 시설은 너무나 형편없는 것이어서 고아원이나 소년원과 흡사한 곳이었다. 교장 브로클허스트는 너무나 위선적인 사람이고 교사들은 폭력적이며 열악한 시설과 먹을 것이 부족한 그야말로 감옥과 같은 곳이었다.

이곳에서도 사랑은 있어 교장과 교사들의 구박 속에서도 제인은 친구 헬렌을 만난다. 그러나 따뜻한 친구 헬렌은 교장의 학대와 열악한 환경을 이겨내지 못하고 폐병에 걸려 세상을 떠난다. 제인은 이런 나쁜 조건 속에서도 꿋꿋이 성장해 학생과 조수로서 10년 가까운 학교생활을 마치고 손필드에 가정교사 자리를 얻어 독립해 나간다. 손필드의 대저택에는 명문 부호 로체스터와 프랑스 소녀 아델러가 살고 있다. 제인은 아델러의 가정교사를 맡게 된 것이었다.

가끔 집으로 돌아와 제인과 만나게 된 로체스터는 매우 거만하고 무뚝뚝한 사람이었다. 이들의 첫 만남은 그리 호의적인 편은 아니었지만 시간이 지나면서 서로에게 관심을 보이게 된다. 어느날 이상한 기척을 느껴 잠을 깬 제인은 불이 났음을 발견하고 로체스터의 방으로 달려가 이 사실을 모르고 잠들어 있던 그를 구한다. 이 사건을 계기로 두 사람 사이에는 애틋한 감정이 싹트지만 또한 둘 사이에는 무언가 알 수 없는 장막이 가로놓인 듯한 느낌을 받는다. 두 사람 사이가 더 발전 될 만 하면 로체스터는 저택을 떠나 오랜 시간 뒤에 되돌아오곤 했다.

어느날 다시 저택을 떠난 로체스터는 몇 달이 지난 후 돌아왔는데 이번에는 자신의 약혼녀라고 잉그램이라는 여자를 데려온다. 잉그램과 함께 온 손님들이 저택에 묵던 그날 밤, 저택을 찾아온 손님중 한 명이 원인을 알 수 없는 심한 부상을 당하는 사고가 발생한다. 손님들은 모두 떠나고 로체스터 또한 그들과 함께 떠날 것을 걱정한 제인 에어는 몹시 상심한다. 그러나 로체스터는 저택을 떠나지 않고 오히려 제인 에어에게 그동안의 자신의 감정을 고백한 후 청혼한다. 평소 로체스터를 사랑하고 있던 제인은 청혼을 받아들여 결혼날짜를 잡는다.

행복한 결혼 꿈에 젖어 있던 제인에게 다시 먹구름이 몰려온다. 에드워드 로체스터와 제인 에어가 교회에서 결혼식을 올리기로 한 날, 엄청난 사건이 터진다. 로체스터의 전처가 아직 살아있고 바로 이 집에 함께 지내왔다는 사실을 로체스터의 처남이 폭로한 것이다. 에드워드의 전처 버사 메이슨이 심한 정신병에 걸려서 저택에 가두어놨었다는 사실이 밝혀진다. 제인이 이 저택에 머물 동안 일어났던 이상한 일들은 모두 그 미친 부인과 관련이 있었다는 사실이 밝혀진 것이다. 어떠한 경우에도 이중 결혼은 용납 될 수 없는 현실이었다.

충격을 받은 제인은 결혼해서 함께 외국으로 떠나자는 로체스터의 말도 뿌리치고 손필드를 떠난다. 무작정 그곳을 떠나 정처 없이 들과 산을 헤매던 제인은 한 목사에게 발견되어 그가 경영하는 학교의 교사가 되었다가 숙모 리드부인의 집으로 돌아온다. 병든 숙모를 간호하면서 그곳에서 지내던 제인은 어느 날 문득 로체스터의 안부가 궁금해져 그를 찾아가기로 결심한다. 그의 저택이 있는 손필드를 찾아가자 저택은 그의 아내 버사가 지른 불에 모두 다 타 버리고 버사 또한 죽고 만 뒤였다. 그는 불 때문에 두 눈이 멀고 성격은 모든 것을 초월한 사람처럼 달라져 있었다. 두 사람은 다시 만나자마자 서로를 사랑하고 있다는 것을 확인하게 된다. 제인은 사랑하는 사람의 곁에서 그의 눈이 되어 평생을 함께 할 것을 결심한다.