Hikaye, yetenekli ve idealist ressam Basil Hallward’ın atölyesinde başlar. Basil, olağanüstü bir güzelliğe ve saflığa sahip olan genç Dorian Gray’in portresini yapmaktadır. Basil için Dorian, sanatı için bir ilham perisi, hatta bir takıntı nesnesidir. O sırada atölyede bulunan Basil’in arkadaşı Lord Henry Wotton (Harry), Dorian ile tanışır. Lord Henry, keyfine düşkün, alaycı, zeki ve manipülatif bir adamdır. "Yeni Hedonizm" adını verdiği felsefesiyle Dorian’ı etkisi altına alır. Ona gençliğin ve güzelliğin hayattaki tek gerçek değer olduğunu, bu yüzden haz peşinde koşması gerektiğini aşılar.
Portre tamamlandığında, Dorian kendi güzelliği karşısında büyülenir, ancak Lord Henry’nin sözlerinin etkisiyle büyük bir kıskançlık ve keder duyar. Bir gün kendisinin yaşlanıp çirkinleşeceğini, oysa portrenin hep genç ve güzel kalacağını düşünerek o meşhur dileği tutar: "Keşke tersi olsaydı! Keşke resim yaşlanıp değişseydi de ben hep olduğum gibi kalsaydım! Bunun için her şeyi verirdim! Ruhumu bile!"
Dorian’ın dileği, gizemli bir şekilde kabul olur. Dorian, genç bir tiyatro oyuncusu olan Sibyl Vane’e aşık olur (veya aşık olduğunu sanır). Ancak Sibyl, Dorian’a olan aşkı yüzünden sahnedeki yeteneğini kaybedip kötü bir performans sergileyince, Dorian onu acımasızca terk eder. Bu olaydan sonra eve döndüğünde, portredeki yüz ifadesinde hafif bir değişiklik, bir "zalimlik" sezer. Ertesi gün Sibyl’in intihar ettiğini öğrenir. Bu trajedi, Dorian’ın vicdan azabı çekmesine değil, Lord Henry’nin de etkisiyle bunu bir sanat eseri gibi, trajik bir oyun gibi izlemesine neden olur.
Yıllar geçer. Dorian, dış görünüşüyle hala 20 yaşındaki o masum gençtir. Ancak ruhu ve yaşam tarzı giderek kirlenir. Skandallar, uyuşturucu, sefahat ve başkalarının hayatını mahvetme gibi günahlara batar. O ne kadar günah işlerse işlesin, yüzü hep taze kalır; ancak tavan arasına kilitlediği portre, onun yerine yaşlanır, çirkinleşir ve ellerine kan bulaşır. Portre, Dorian’ın ruhunun aynası, vicdanının somutlaşmış halidir.
Sonunda, portrenin yaratıcısı Basil Hallward, Dorian’la yüzleşmek ve hakkındaki korkunç dedikoduları sormak için onu ziyaret eder. Dorian, Basil’e "sanat eserini" yani ruhunun gerçek halini gösterir. Gördüğü manzara karşısında dehşete düşen Basil’i, sırrını bilen tek kişi olduğu için bir anlık öfkeyle öldürür. Artık geri dönüş yoktur. Dorian, portrenin (yani vicdanının) ona verdiği azaptan kurtulmak için tabloyu yok etmeye karar verir. Eline bir bıçak alır ve tabloyu parçalar. Hizmetçiler çığlık üzerine odaya girdiklerinde, duvarda efendilerinin genç ve kusursuz portresini; yerde ise kalbine bıçak saplanmış, yaşlı, buruşuk ve iğrenç bir adamın cesedini bulurlar. Yüzüklerinden tanıdıkları bu adam, Dorian Gray’dir.
