小說是從37歲的主人公“我”（主人公渡邊，本文表記為“我”）到達布魯克機場開始展開敘述的飛機著陸後，天花板揚聲器中低聲流出甲殼蟲樂隊演奏的《挪威的森林》。那旋律一如往日地使“我”難以自已，陷入無限惆悵，將“我”帶入了18年前的記憶世界。
1969年，“我”18歲第一次離開父母，隻身一人來到東京求學，結識了兩個同住的人。一個是地理專業有潔癖的“敢死隊”，另一個是相傳和100個女孩睡過覺的東大法學部學生永澤。然而由於高中時代唯一的好友木月的自殺，“我”決定“對任何事物都不想得過於深刻，對任何事物都保持一定的距離”[150]，因此雖然和“敢死隊”同住，也經常和永澤出去找女孩，可是始終沒有對他們打開心扉。
直子是死去的好友木月的女友，通過木月“我”和直子相識。木月死後，“我”和直子也分開了。再次見到直子是在一年後中央線的電車上，每周一次的約會讓“我”對直子產生了好感。直子20歲生日那晚，“我”和她睡在了一起，竟發現她此前一直是處女。可是當“我”一周後再去直子住處時，她已搬離了這裏。三個月後，從一個叫作“阿美寮”的地方療養院寄來了直子的信，得知了直子近乎崩潰的身心狀況，我陷入了悲傷與沮喪之中。
直子的缺席，讓另一位女孩綠子走進了“我”的生活。綠子是“我”在“戲劇史Ⅱ”班上的同學，與直子的憂鬱不同，她陽光可愛，活力四射，一下便吸引了“我”的注意。幾次交往下來，“我”和綠子變得熟絡起來，和她一起照顧她生病的父親，並在綠子家裏品嚐了綠子的料理。飯後在露天的陽台上兩個人邊喝酒邊唱歌，氣氛變得親密起來，“我”吻了綠子的嘴唇。
另一方麵，出於性欲的需要，“我”和永澤經常去找陌生女孩約會、睡覺。事實上，永澤有一個叫初美的女友，她美麗端莊，楚楚動人。初美雖然知道永澤同其他女孩睡覺的行為，卻癡心等待永澤的改過。但得知永澤海外赴任的消息後，她心灰意冷地同別人結了婚，於兩年後選擇了自殺。“我”得知初美自殺的消息後，決定永遠不再原諒永澤。