Kayıp Zamanın İzinde iki ilgili hikayeyi anlatır. İlk hikaye, anlatıcının genç versiyonu olan Marcel ve onun Fransız kasabası Combray’deki deneyimlerine ve anılarına odaklanır. Bir Madeleine’i sıcak çaya batırdığı sırada içinde uyanan “hatıra esintilerinden” ilham alarak, anlatıcı gece yatmaktan korktuğunu anlatır. Alışkanlıklarına bağlı bir yaratıktır ve gecenin bir yarısı uyandığında nerede olduğunu bilememekten hoşlanmaz. İnsanların, onları çevreleyen nesnelerle tanımlandığını ve her uyanışta kimliklerini parça parça yeniden inşa etmek zorunda kaldıklarını iddia eder.
Genç Marcel, yalnız uyumaktan o kadar endişelidir ki annesinin iyi geceler öpücüklerini dört gözle bekler, ancak aynı zamanda onları, uykusuz bir gecenin habercisi olarak korkuyla karşılar. Bir gece, büyükannesinin arkadaşı Charles Swann onları ziyarete geldiğinde, annesi ona iyi geceler öpücüğü veremez. Marcel, Swann ayrılana kadar uyanık kalır ve o kadar üzgün ve zavallı görünür ki, hatta disiplinli babası bile “Anneciği” Marcel’in odasında kalması için teşvik eder.
Anlatıcı, yazar olma eğilimlerinin kökenlerini Combray’a kadar takip eder. Büyükannesi ve arkadaşları, onu kitap okumaya teşvik eder ve en sevdiği yazar olacak olan Bergotte ile tanıştırırlar. Marcel, özellikle Swann’ın evine giden yolun kenarındaki alıç çiçeklerinin güzelliği karşısında büyülenir. Bu çiçeklerin gölgesinde uyuyakalmayı ve ardından Combray’ın eteklerinde gezmeyi sever, burada kasabanın kilisesini hayranlıkla izleyebilir.
Güneşin kilise çan kulesinin çatı kiremitlerine yansımasını izlerken, Marcel yazar olmaya karar verir ve gördüklerini elinden geldiğince tasvir eder. Bir gün, M. Vinteuil’ün evinde açık bir pencereye rastlar. Besteci Vinteuil, kızı başka bir kadını sevgilisi olarak aldığında kalbi kırıldığı için ölmüştür. Marcel, iki sevgilinin Vinteuil’ün anısını alaya aldıklarını gizlice izler. Başka bir yürüyüşte, Marcel ve ailesi Swann’ın karısı Odette ve kızı Gilberte ile karşılaşır. Marcel, Gilberte’e anında aşık olur, ancak onu öyle idealleştirir ki, siyah gözlerinin aslında mavi olduğunu düşünür.
Roman, okuyucuyu şimdi on beş yıl öncesine, Swann ile Odette arasındaki aşk ilişkisini anlatan ikinci hikayeye taşır. Swann, Odette’in kötü bir üne sahip olduğunu bilmez ve onun baştan çıkarılmasının düşündüğünden daha zor olacağını sanarak, ona ilgi duymaya başlar. Ancak Odette’i yalnızca belirsiz bir şekilde çekici bulur, ta ki bir gün onun Botticelli’nin Zipporah adlı eserindeki Jethro’nun kızına benzediğini fark edene kadar. Odette’i bu resim aracılığıyla idealleştiren Swann, onun güzelliğine tüm kalbiyle hayran olur ve gece gündüz onunla takıntılı hale gelir.
Odette, Swann’ı Verdurinler ve onların gece salonuyla tanıştırır. İlk başta Verdurinler, Swann’ın arkadaşlığından hoşlanır ve onu “sadık” misafirlerinden biri yaparlar. Bir gece, Verdurinler’de Odette’i göremeyen Swann, tüm Paris’te onu arar. Sonunda birbirlerine rastladıklarında, tutkuları alevlenir ve sevgili olurlar. Verdurinler sürekli olarak Vinteuil’ün sonatını çalarlar ve Swann, kemanın yükselen ezgileriyle o kadar mutlu olur ki, müzik ile Odette’e olan sevgisi arasında bir bağ kurar.
Bununla birlikte, Odette hızla Swann’dan bıkmaya başlar, Swann ise ona umutsuzca aşık olmuştur. Swann, Odette’in onu aldattığından şüphelenir çünkü Odette berbat bir yalancıdır; ancak ona olan saplantısı o kadar derindir ki, başarısız aşkları hakkındaki gerçeği görmezden gelir ve geri dönülemez bir noktaya gelir: Karşılıksız aşkın ıstırap veren acılarına katlanmak zorundadır. Verdurinler, Swann’ın ünlü arkadaşlarından, aralarında Galler Prensi’nin de bulunduğu kişilerden şüphelenir ve kıskanırlar, bu yüzden onu sosyal çevrelerinden dışlamaya başlarlar. Odette, Verdurinlerin başka bir misafiri olan Forcheville ile Swann’ı aldatmaya başlar; Swann, Odette’in Forcheville’e yazdığı bir mektubu okuyarak bu ihaneti keşfeder.
Swann’ın en yakın arkadaşlarından biri olan Charlus, Odette’i Swann’a geri döndürmeye çalışır, ancak sonunda ona, Odette’in sadakatsizlik geçmişi hakkında isimsiz bir mektup gönderir. Swann nihayet Odette ile yüzleşir ve onun ateşli cinsel kaçamaklarının gerçeğini öğrenir. Şaşkın bir halde, Swann, Odette ile tanışmadan önce keyif aldığı aristokratlar ve kraliyet ailesi çevresine geri döner. Çektiği acılar kısa sürede azalır ve onu yalnızca nadiren görmeye alışır. Bir gün, Odette’i Botticelli figürüne dayandırarak idealleştirdiği kadarına dayandığını fark ettikten sonra, Swann hayatının en büyük aşkını aslında “kendi tipi” olmayan bir kadın için yaşamış olduğuna inanamaz.
