Paris im späten 15. Jahrhundert im Wechsel zwischen Mittelalter und Neuzeit: Der Film beginnt mit dem alten König Louis XI. und dem einflussreichen Richter Claude Frollo, die eine Buchdruckerei besuchen. Während der König den Neuerungen positiv gegenübersteht, würde Frollo am liebsten die Druckerpresse zerstört sehen. Frollo verabscheut ebenfalls die Zigeuner, die verfolgt werden und denen der Eintritt in Paris streng verboten ist. Dennoch schafft es eine freundliche junge Zigeunerin namens Esmeralda, an den Wachen vorbeizukommen und nach Paris hineinzugelangen. Beim alljährlichen Fest der Narren in Paris tanzt auch Esmeralda und erregt wegen ihrer außergewöhnlichen Schönheit die Aufmerksamkeit vieler Personen, darunter auch von Quasimodo, dem buckligen und missgestalteten Glöckner der Pariser Kathedrale Notre Dame. Oben über der Stadt fristet er ein einsames Dasein, zumal die abergläubischen Bewohner von Paris ihn für verflucht halten. Beim Fest wählen sie Quasimodo wegen seiner außergewöhnlichen Hässlichkeit zum König der Narren. Doch Frollo, Ziehvater von Quasimodo und vom bunten Treiben der Massen empört, nimmt den Glöckner zurück in die Kirche.

Die Zigeunerin Esmeralda wird von den Pariser Wachen entdeckt, doch sie kann sich in die Kathedrale von Notre Dame retten. Dort wird sie vom freundlichen Erzbischof von Paris beschützt, Frollos älterem Bruder Jehan. Sie betet erstmals in ihrem Leben zur Gottesmutter Maria, dass sie und die anderen Zigeuner nicht mehr verfolgt werden und Paris betreten dürfen. Der König überhört ihr Gebet zufällig und verspricht ihr, sich um die Angelegenheit zu kümmern. Richter Frollo hegt dennoch weiterhin Vorurteile gegen Esmeralda und andere Zigeuner, auch wenn er sich heimlich zu ihr hingezogen fühlt. Frollo will Esmeralda zu Quasimodo in den Turm bringen, doch sie rennt vor dem Glöckner weg. Auf Befehl von Frollo fängt sie Quasimodo wieder ein und trägt sie davon. Der arme Straßendichter Pierre Gringoire beobachtet das Geschehen und ruft um Hilfe. Daraufhin können die Pariser Truppen um ihren gutaussehenden Hauptmann Phoebus Quasimodo wieder einfangen. Esmeralda ist gerettet und verliebt sich in Hauptmann Phoebus. Durch ein Unglück gerät Gringoire wenig später in eine Organisation von Bettlern, angeführt von ihrem „König“ Clopin. Zunächst wollen die Bettler Gringoire hinrichten, doch Esmeralda – die bei den Bettlern lebt – verhindert das durch eine Heirat mit Gringoire, obwohl sie ihn nicht liebt.

Am nächsten Tag wird Quasimodo wegen der Entführung auf dem Marktplatz ausgepeitscht und gedemütigt. Während Richter Frollo nicht zur Hilfe eilt, gibt Esmeralda dem Buckligen etwas Wasser, was seine Liebe zu ihr erweckt. Auch Frollo fühlt sich immer stärker zu ihr hingezogen und er gesteht Esmeralda seine Lust auf sie. Doch Esmeralda verbringt stattdessen einige Zeit mit dem bereits verlobten Hauptmann Phoebus in einem Garten, obwohl sie weiß, dass Phoebus sie nicht liebt. Frollo beobachtet eifersüchtig die Liebesszene und tötet Phoebus, die Zigeunerin Esmeralda wird daraufhin fälschlicherweise des Mordes an Phoebus angeklagt. Ihr Ehemann Gringoire und der Bettlerkönig Clopin stehen Esmeralda zwar bei, doch können sie soweit nichts unternehmen. Zu allem Unglück wird ausgerechnet Frollo zum Richter des Prozesses gegen Esmeralda ernannt. Frollo gibt Esmeralda die Schuld an seinem Mord, weil sie ihn zur Sünde verführt hätte und eine Hexe sei. Er verurteilt Esmeralda schließlich zum Tode, obwohl sie ihre Unschuld beteuert. Kurz vor ihrer Hinrichtung kann Quasimodo sie allerdings in die Kathedrale retten.

Esmeralda lebt fortan bei Quasimodo oben auf dem Glockenturm und beide hegen Sympathie füreinander. Der Erzbischof, der vom Mord seines Bruders weiß, aber wegen des Beichtgeheimnisses darüber schweigen muss, unterstützt Esmeralda ebenfalls. Ein Großteil des Adels – abgesehen vom König – will dennoch die Hinrichtung Esmeraldas sehen. Gringoire und Clopin wenden verschiedene Methoden an, um Esmeralda zu retten. Gringoire veröffentlicht mit Hilfe der Druckerpresse zahlreiche Schriften gegen eine Hinrichtung Esmeraldas, während Clopin seine Bettler zum Sturm auf die Kathedrale holt. Der König und der Erzbischof lesen Gringoires Schriften, was Frollo dazu zwingt, dem König seinen Mord an Phoebus zu gestehen. Beim Sturm auf die Kathedrale entbrennt unterdessen ein Kampf zwischen Bettlern, Bürgern und Mönchen, bei denen zahlreiche Menschen sterben, darunter auch Clopin. Frollo flüchtet sich in die Kirche und versucht, endlich Esmeralda zu töten. In einem finalen Kampf kann Quasimodo seinen einstigen Ziehvater von der Spitze der Kathedrale werfen.

Esmeralda und ihr Volk der Zigeuner werden vom König begnadigt. Esmeralda kann Notre Dame verlassen und zusammen mit Pierre Gringoire, den sie inzwischen liebt, auf eine glückliche Zukunft hoffen. Quasimodo dagegen bleibt alleine und traurig auf dem Glockenturm von Notre Dame zurück.