Na początku powieści zostaje nam przedstawiony Karol Bovary. Poznajemy go, kiedy jest jeszcze dzieckiem. Jego rodzice – były
chirurg wojskowy i córka bogatego kupca – nie mogą dojść do porozumienia w kwestii wychowania jedynaka. W końcu
jednak inicjatywę przejmuje matka. Posyła niesfornego syna do szkół i mimo braku predyspozycji wykształca na lekarza, znajduje posadę w Tostes i aranżuje małżeństwo ze znacznie starszą wdową, z którą od razu nawiązuje porozumienie. Karol nie jest szczęśliwy w tym związku, jest osaczony przez dwie kobiety. Zaprzyjaźnia
się z córką jednego ze swoich pacjentów, Emmą Rouault. Żona Karola wkrótce umiera, pogrążony w żałobie zyskuje szacunek i współczucie w oczach sąsiadów, wreszcie zdaje sobie sprawę ze swojej miłości do Emmy i oświadcza się. Niebawem biorą huczny ślub, Emma wprowadza się do Tostes. Karol ubóstwia swą młodą żonę, mimo niechęci swej matki, i jest wreszcie naprawdę szczęśliwy.
Następnie poznajemy życie Emmy. Wcześnie straciła matkę. Od trzynastego roku życia przebywała na pensji w klasztorze, gdzie bardziej niż nauka podobała jej się tajemnicza atmosfera towarzysząca religijnym kultom. Czytywała popularne romanse, które podsycały jej wyobraźnię. Kiedy poznała Karola była znudzona wsią i wyszła za niego oczekując znanych z lektur namiętności. Szybko jednak poczuła się rozczarowana małżeństwem. Tęskniła za pełnym rozrywek życiem w mieście, czego zupełnie nie dostrzegał jej mąż. Jej pragnienia rozbudził przypadkowy udział w balu w pobliskim zamku. Wpadła po nim w taką depresję, że Karol zdecydował się na przeprowadzkę do Yonville.
Mieszkańcy Yonville przyjmują ciepło państwa Bovary, szczególnie aptekarz, pan Homais. Niebawem Emma rodzi córkę – Bertę. Panią Bovary wypatruje kupiec, pan Lheureux, i dostrzegając jej tęsknotę za elegancją znajduje w niej dobrą klientkę. Wzbudza też zainteresowanie Leona, pisarza notarialnego. Spędzają ze sobą wiele czasu, ich wzajemna fascynacja pozostaje jednak platoniczna. Mimo iż Emma domyśla się uczuć Leona chce pozostać wierna rodzinie, co powoduje jej kolejne frustracje. W końcu zniecierpliwiony sytuacją mężczyzna wyjeżdża do Paryża. Pogrążoną w nudnej egzystencji Emmę dostrzega mieszkający w okolicy bogaty hrabia Rudolf Boulanger i uwodzi ją. Pani Bovary jest zachwycona romansem widząc w nim wreszcie realizację swoich pragnień. Przelewa na ten związek wszystkie swoje zaczerpnięte z lektur wyobrażenia. Dla Rudolfa jest natomiast tylko kolejną przygodą i niebawem zaczyna go nudzić. Tymczasem Karol namówiony przez Homais podejmuje próbę wyleczenia kulawego parobka niekonwencjonalnymi metodami licząc na sławę. Zabieg jednak nie udaje się, konieczna jest amputacja chorej nogi. Karol traci reputację w oczach mieszkańców miasteczka i własnej żony. Emma rozpoczyna przygotowania do ucieczki z kochankiem chcąc zostawić nawet swoją córkę (cały czas zresztą niewiele się nią zajmuje). Rudolf odjeżdża jednak dzień wcześniej sam, zostawiając tylko romantyczny list. Kobieta załamuje się, popada w ciężką chorobę. Potem zwraca się ku religii i działalności dobroczynnej. Karol, chcąc ją rozerwać, zabiera ją do teatru do Rouen. Spotykają tam Leona. Pani Bovary zostaje w mieście sama jeszcze kilka dni. Odżywa jej dawne, odwzajemnione zresztą, uczucie do Leona. Zostają kochankami. Pod pretekstem lekcji muzyki Emma co czwartek jeździ do Rouen utrzymując w ten sposób swój romans. Za namową kupca Lheureux wymusza na Karolu plenipotencję na rozporządzanie ich majątkiem. Zaczyna żyć ponad stan zaciągając beztrosko kolejne pożyczki i coraz mniej dbając o swoją reputację, co jednak niepokoi Leona. Niebawem panią Bovary zaczynają nękać komornicy, Lheureux przystępuje do realizacji weksli. Problemy finansowe przerastają Emmę, stopniowo traci cały dobytek. Leon odmawia jej pomocy, odwiedza więc nawet Rudolfa, kiedy ten wrócił. Choć nie przyznaje się do tego przed sobą jest nawet gotowa oddać mu się za pieniądze. I on jednak ją zbywa. Emma wykrada truciznę od aptekarza i popełniasamobójstwo. Karol pogrąża się w rozpaczy, teraz dopiero znajduje listy żony od kochanków i dowiaduje się o jej zdradach. Niebawem też umiera, choć sekcja nie wykazuje żadnej choroby. Córka państwa Bovary, Berta, krótko przebywa u babci, a po jej śmierci trafia do ciotki. Wobec braku majątku po rodzicach musi dorabiać w przędzalni.