西元1815年,土倫/第芦:經過十九年的牢獄之災(曲目「Look Down」),警官賈維(羅素克洛飾演)終於釋放編號24601的囚犯尚萬強(休傑克曼飾演)。尚萬強努力從土倫前往第芦生活(曲目「Freedom Is Mine」),只求溫飽、遮風避雨的地方、謀生的工作,這才發現自己遭到社會放逐。唯有米里哀主教(寇姆威爾金森飾演,他在倫敦舞台劇與百老匯飾演過尚萬強)待他親切,但尚萬強過久了苦日子,竟然起了貪念,偷走教堂的銀燭台,不久就被逮捕,沒想到主教竟然說他沒偷東西,請警察放了他,從此以後,尚萬強決定展開新的人生(曲目「What Have I Done?」)。1823年,濱海蒙特勒伊市:八年過去了,尚萬強違反假釋規定,人間蒸發,他賣了主教的銀燭台,靠這筆錢改變自己,變成蒙特勒伊市市長。他現在是人人尊敬的市長與工廠老闆。他手下的女工芳婷(安海瑟威飾演)有一個私生女,名叫珂賽特,每個月都要寄錢給珂賽特的寄養父母。其他女工發現這個秘密,就覺得芳婷拒絕工廠領班的追求,只是在假惺惺罷了(曲目「At the End of the Day」),結果領班毫不留情就把她開除了。
芳婷拜託尚萬強幫忙,他卻有要事要忙。現在賈維成了督察,他在工廠巧遇改名為馬德藍的尚萬強。賈維覺得似曾相識,但尚萬強馬上回他認錯人了。此時,工廠外面發生車禍,他們一起趕到現場。賈維沒想到尚萬強抬得起一輛馬車,馬車壓在佛修魯曼身上(史蒂芬泰特飾演,他在倫敦舞台劇扮演好幾年德納第先生)。市長力大無比,讓賈維想起犯人尚萬強,但他還不敢確定。芳婷急需用錢,支付女兒的醫藥費,只好跑到紅燈區(曲目「Lovely Ladies」),賣了心愛的首飾、秀髮、牙齒,甚至加入妓女的行列賣起身來(曲目「I Dreamed a Dream」)。她墮落到了極點,還和粗暴的尋芳客發生衝突,差點遭到賈維逮捕,還好市長也在現場,請求賈維先把她送醫。芳婷告訴尚萬強,她被工廠領班開除,尚萬強竟然冷眼旁觀,導致她女兒快病死了。尚萬強震驚之餘,答應芳婷會去蒙特勒伊市的酒館一趟,帶回她的女兒,讓她們母女團圓。後來賈維聽說,他追捕八年的犯人尚萬強終於落網了,他特地向馬德藍市長道歉,說自己錯怪他了。尚萬強假裝鎮定,匆匆趕回家。尚萬強不忍心見到冤獄,不顧一切衝進法庭,承認他才是真正的尚萬強,編號24601(曲目「Who Am I?」)。尚萬強接著來到醫院,他答應臨死的芳婷,他會找到珂賽特,把她撫養長大(曲目「Take My Hand」)。芳婷斷氣,賈維趕到醫院逮捕尚萬強。兩個人相互扭打(曲目「The Confrontation」),尚萬強準備逃跑。年幼的珂賽特(新秀伊莎貝爾艾倫飾演)跟德納第夫婦(分別由薩夏拜倫柯恩與海倫娜寶漢卡特飾演)住在蒙德勒伊市,這對夫婦疼愛親生女兒愛波寧(新秀娜塔雅華萊斯),卻虐待珂賽特。德納第夫婦經營酒館,經常佔客人便宜(曲目「Master of the House」)。
馬里歐注意到珂賽特,眼神無法從她身上移開。這就是一見鍾情。就在那個時候,賈維來維持秩序,卻沒有認出尚萬強。愛波寧答應馬里歐幫他找到珂賽特,但心不甘情不願。拉馬克將軍的死訊傳遍巴黎,學生再度集結,支持革命(曲目「Red and Black」),可是馬里歐心不在焉,滿腦子都想著珂賽特(曲目「In My Life」)。愛波寧帶馬里歐來找珂賽特(曲目「In My Life」、「A Heart Full of Love」),卻發現她父親正在搶劫尚萬強的家。尚萬強以為是追捕他的賈維,想要帶珂賽特離開。珂賽特馬上留紙條給馬里歐,讓他知道他們的去處,這時正好碰到愛波寧,她請愛波寧幫忙轉交。愛波寧拿著紙條,獨自走在巴黎街頭,神情落寞(曲目「On My Own」),終於來到馬里歐的公寓。她心碎不已,沒有交出紙條,只告訴馬里歐,珂賽特離開法國前往英國。至於組曲「On Day More」,裡面有好幾條故事主線:尚萬強和珂賽特逃亡英國,馬里歐思念珂賽特,愛波寧失戀傷心,安佐拉與學生準備革命用的彈藥,賈維鼓舞他的手下,誓言鎮壓這場暴動。馬里歐帶領學生來到街頭 (曲目「Do You Hear the People Sing?」),呼籲民眾起身革命。士兵發動第一波攻擊,學生四處逃散,跑回他們的基地,準備在那裡建造堡壘,作為終極防線。愛波寧女扮男裝,混入馬里歐的陣營,賈維當起內奸,被眼尖的伽弗洛什一眼拆穿,淪為學生的人質。學生不顧士兵的警告,持續建造堡壘。愛波寧捨身保護馬里歐而死(曲目「A Little Fall of Rain」),就在死前一刻,她把珂賽特的紙條交給馬里歐。馬里歐拜託伽弗洛什傳紙條給珂賽特,卻被尚萬強攔截。尚萬強這才明白,馬里歐和珂賽特彼此相愛,也知道這群學生沒有勝算,他決定去找馬里歐。尚萬強進入堡壘,不久就發現賈維變成人質。尚萬強要學生小心狙擊兵,並展示他的忠誠,還拜託安佐拉把賈維交給他處置。
尚萬強明明有機會殺了賈維,卻對他展現慈悲。學生躲在堡壘,度過漫長的一晚(曲目「Drink with Me」),一片死寂,尚萬強乞求上天,讓馬里歐平安回家(曲目「Bring Him Home」)。隔天,伽弗洛什自告奮勇,卻遭到士兵殺害。軍隊轟炸革命人士,經過一連串猛攻,馬里歐受傷了。尚萬強抬著失去意識的馬里歐,躲過殘忍的大屠殺。安佐拉以及僅存的革命人士都一命嗚呼了。賈維踩過這些屍體,冷酷無情看著法律戰勝革命,卻沒有發現尚萬強,直到他發現一個下水道…尚萬強拖著馬里歐穿越下水道,德納第正在搜刮死者的財物,一走出下水道,就看到賈維在等他。尚萬強拜託賈維給他時間,把馬里歐送醫,但賈維出言警告,要是尚萬強敢逃跑,他就大開殺戒,但尚萬強就是不停下腳步,賈維也遲遲不扣扳機。賈維放尚萬強一馬,卻受不了自己打破正義原則,於是跳河自盡。馬里歐不知道誰救了自己,他睡在祖父的家(派翠克哥德費飾演祖父),被噩夢驚醒。馬里歐還很虛弱,他回到學生策劃革命的咖啡廳,悼念他的同袍(曲目「Empty Chairs at Empty Tables」)。正當他轉身離開,看到珂賽特在外面等著他。馬里歐回到祖父的家,經過珂賽特的悉心照料,他康復了,尚萬強終於坦承他的過去。尚萬強覺得自己必須離開,否則他被逮捕,會害珂賽特蒙羞(曲目「Who Am I?」),尚萬強要馬里歐答應他,不把這些告訴珂賽特。馬里歐和珂賽特結婚,就在婚宴上,德納第敲詐馬里歐,不然就要說出尚萬強的真實身份。馬里歐看到德納第那天晚上搜刮的戒指,就明白自己的救命恩人是尚萬強。他把德納第轟走,德納第夫婦邊走邊咒罵(曲目「Beggars at the Feast」)。
珂賽特和馬里歐一起趕到修道院,瞭解她的身世。他們陪伴尚萬強到最後一刻,主教以及芳婷的鬼魂也出現了(曲目「Take My Hand」)。多年以後,成千上萬巴黎人民起身革命,新共和誕生了。群眾聚在雄偉的堡壘(曲目「Do You Hear People Sing?」),其中還有安佐拉、受難學生、愛波寧、芳婷與尚萬強的鬼魂,一同慶祝人民的勝利。