Le roman commence à Paris en 1819. Eugène de Rastignac est un jeune étudiant qui vit dans une pensions de famille accueillant un certain nombre d’autres personnes, dont un vieil homme connu sous le nom familier de « Père » Goriot. Celui-ci, bien qu’il ait été autrefois extrêmement riche, a dépensé la majeure partie de sa fortune pour ses filles, Anastasie de Restaud et Delphine de Nucingen, et sa pauvreté l’expose aux moqueries des autres pensionnaires. Alors que Rastignac étudie la société parisienne, il est de plus en plus obsédé par l’idée d’accéder à la richesse. Sa seule connaissance dans la haute société est un parent éloigné nommée Vicomtesse de Bauséant. Parmi ses relations, Rastignac rencontre et admire Anastasie, mais il l’offense malencontreusement sans savoir son lien de parenté avec Goriot.
Rejetée par Anastasie, Rastignac cherche à séduire Delphine, en comptant sur la rivalité entre les sœurs pour en tirer avantage. Son besoin de maintenir les apparences ainsi qu’un certain masque social le mène à s’endetter, particulièrement après être tombé amoureux de Delphine. Alors qu’il se désespère de plus en plus de trouver de l’argent, il tombe sous l’emprise de son camarade pensionnaire, un sinistre et mystérieux personnage nommé Vautrin. Celui-ci suggère un plan qui implique Victorine de Taillefer vivant au pensionnat. Elle est la fille d’un riche homme qui l’a déshérité et déshonnoré, et Vautrin suggère que Rastignac la courtise et se marie avec elle. Il organisera ensuite le meurtre de son frère pour qu’elle devienne l’unique héritière de son père, et afin qu’elle et Rastignac deviennent très riches. Ce dernier commence à courtiser Victorine, en même temps que Delphine alors que Goriot tente de la désengager d’un mariage malheureux.
Au même moment, les forces de police se rapprochent de Vautrin, qui est un criminel notoire. Peu de temps après l’assassinat du frère de Victorine, suite au plan échafaudé de Vautrin, ce dernier est arrêté. Rastignac est maintenant libre de se vouer entièrement à Delphine, qui se sépare de son mari et déménage dans un appartement payé par son père. Cependant, la situation financière de son mari rend cela compliqué, de plus Anastasie est aussi en demande d’aide de son père dont elle a besoin pour régler les dettes de son amant. La querelle entre les deux sœurs, et leurs requêtes égoïstes font tomber leur père gravement malade.
Alors que Goriot est sur son lit de mort, Rastignac prend soin de lui avec l’aide de son ami, un étudiant en médecine nommé Bianchon. Delphine et Anastasie sont trop égoïstes et occupées pour lui rendre visite avant qu’il ne soit trop tard, par la suite elles ne contribuent pas au coût des funérailles. Malgré sa générosité envers les autres, Goriot est enterré dans une tombe modeste sans que personne ne se rende à ses funérailles. Fort de son expérience, Rastignac se promet de rester froid et calculateur dans son objectif de faire sa place dans la société parisienne.
