La historia transcurre en Francia, durante la primera mitad del siglo XIX. En esta época, el país se encuentra sumido en un clima de profundo descontento social debido a que la caída del Imperio Napoleónico tras la Batalla de Waterloo ha restituido la monarquía en Francia. La Revolución Francesa en 1789 había consolidado en la sociedad la idea de un país más equitativo, bajo los preceptos de "igualdad, fraternidad y libertad". A la restitución de un sistema caduco como el monárquico se le suma una situación de extrema pobreza y desigualdad social. En este contexto, paulatinamente, comienzan a surgir algunas células revolucionarias que buscan terminar de una vez por todas con la monarquía en Francia.
Los miserables comienza con la historia de Juan Valjean, un ex convicto que es encarcelado por robar un pan. Tras su liberación, nota que lo tratan como un paria donde quiera que vaya, hasta que el obispo Myriel lo ayuda a rehacer su vida. Valjean adopta el nombre de Señor Magdalena y se convierte en un exitoso dueño de una fábrica. Sin embargo, es perseguido por el tenaz oficial de policía Javert, quien cree que ningún criminal puede reformarse.
Fantina es una muchacha pobre y hermosa que se enamora de un joven estudiante presuntuoso, quien la abandona poco después de que ella da a luz a su hija. Fantina nombra a esta niña Cosette y la deja al cuidado de los Thenardier para poder buscar trabajo. Los Thenardier tratan a Cosette con crueldad y le exigen a Fantina grandes sumas de dinero por el cuidado de su hija. Después de que se descubre que su hija es ilegítima, Fantina pierde su trabajo en la fábrica de Valjean y se ve obligada a dedicarse a la prostitución.0
El oficial Javert detiene a Fantina después de que ella agrede a un joven que le ha arrojado una bola de nieve en la blusa. Valjean interviene y lleva a Fantina a un hospital; después del incidente de la bola de nieve ella ha enfermado gravemente. Valjean le promete a Fantina que se hará cargo de su hija Cosette, pero luego se entera de que un hombre llamado Champmathieu ha sido erróneamente identificado como él y lo han sentenciado a cadena perpetua por ser un criminal reincidente. Después de reflexionar mucho al respecto, Valjean decide testificar ante el tribunal y aclarar que en realidad él es Valjean. Fantina muere y Valjean vuelve a ser encarcelado.
Valjean escapa de la prisión después de caer de una cuerda y rescata a Cosette de los malvados Thenardier. Juntos comienzan una nueva vida en París, aunque pronto es interrumpida por Javert, quien descubre que Valjean logró escapar de la prisión con vida. Los dos se refugian en el convento del pequeño Picpus y Cosette crece hasta convertirse en una joven.
Mario es un joven adinerado que adora a su abuelo Gillenormand. Sin embargo, Gillenormand ha separado a Mario de su padre, Jorge Pontmercy, porque los dos hombres tienen diferencias políticas irreconciliables. Mario pensaba que su padre lo había abandonado, pero el amable celador Mabeuf le cuenta la verdad, y Mario comienza a idolatrar a su padre (que ya ha muerto). Esto deriva en una pelea entre Mario y su abuelo Gillenormand, y Mario comienza una nueva vida. Se hace amigo de la revolucionaria Sociedad ABC y se enamora de una hermosa joven que ve en un jardín de Luxemburgo (Cosette). Mario no puede volver a encontrar a esta joven y se desespera.
Valjean y Cosette intentan llevar una vida tranquila, lejos de los problemas del pasado. Sin embargo, no lo consiguen: los Thenardier intentan extorsionar a Valjean secuestrándolo, pero Mario interviene y lo salva. La hija mayor de los Thenardier, Eponina, se ha enamorado de él. Mario solo tiene ojos para Cosette, y los dos establecen una relación cuando Mario deja un cuaderno de cartas de amor en el jardín de ella. Su romance se interrumpe cuando Valjean decide que él y Cosette deben dejar Francia y mudarse a Inglaterra, debido a la agitación social.
Desesperado, Mario se une a un levantamiento contra el gobierno. Encuentra a sus amigos de la Sociedad ABC en una barricada, donde están luchando contra la policía y el ejército. Javert ha intentado infiltrarse en sus filas como espía, pero ha sido descubierto y atado a un poste. Eponina muere protegiendo a Mario en la barricada.
Valjean, que ha descubierto el amor de Mario por Cosette, se une al grupo en la barricada. Se ofrece como voluntario para ejecutar a Javert, pero luego lo deja ir, para gran desconcierto del propio Javert. Valjean regresa justo cuando el ejército está asediando la barricada. Valjean toma a Mario, que está gravemente herido, y escapan por las alcantarillas. Javert está esperando a Valjean en la salida, pero en lugar de arrestarlo, muestra misericordia y permite que Valjean lleve al herido Mario a un lugar seguro (Mario nunca se entera de la identidad del hombre que lo salvó). Disgustado y horrorizado por su incumplimiento del deber, Javert se suicida.
Mario se recupera de sus heridas y, con la bendición de Gillenormand y Valjean, se casa con Cosette. Valjean le ha confesado su pasado criminal a Mario, quien no puede creer que el hombre haya sido un delincuente. En la medida en que Valjean y Cosette toman distancia entre sí, Mario y Cosette consolidan su unión. La vida de Valjean pierde sentido sin Cosette y su salud se desvanece. Sin embargo, el heroísmo de Valjean sale a la luz para Mario cuando el señor Thenardier, sin saberlo, le revela que fue Valjean quien lo salvó la noche en que cayó la barricada. Mario y Cosette llegan a tiempo para consolar a Valjean en su lecho de muerte, y el anciano muere en paz, con la satisfacción de haber vivido una buena vida.
