Главный герой вспоминает прошлое - путешествия за границей, жизнь в маленьком городке на Рейне. Живя в Германии, однажды Н. Н., придя на студенческую вечеринку, познакомился в толпе с двумя русскими — молодым художником, назвавшимся Гагиным, и его сестрой Анной, которую Гагин называл Асей. Н. Н. избегал русских за границей, но новый знакомый ему понравился сразу. Гагин пригласил Н. Н. к себе домой, на квартиру, в которой они с сестрою остановились. Гагин мечтает стать художником, Ася же обладает довольно странным характером и совершает необычные поступки. Они становятся друзьями, и в ходе общения Н.Н. влюбляется в Асю. Прошло много дней. Шалости Аси были разнообразны, каждый день она представлялась новой, другой — то благовоспитанной барышней, то шаловливым ребенком, то простенькой девочкой. Н. Н. регулярно навещал Гагиных. Какое-то время спустя Ася перестала шалить, выглядела огорченной, избегала Н. Н. Гагин обращался с ней ласково-снисходительно.
Но счастье становится невозможным, так как герой не уверен в чувствах к привязавшейся к нему девушке. Странный случай подтвердил его подозрения. Однажды Н. Н. случайно подслушал разговор Гагиных, в котором Ася говорила Гагину, что любит его и никого другого не хочет любить. Н. Н. было очень горько. Несколько следующих дней Н. Н. провел на природе, избегая Гагиных. Но через несколько дней он нашел дома записку от Гагина, который просил его прийти. Гагин встретил Н. Н. по-приятельски, но Ася, увидев гостя, расхохоталась и убежала. Тогда Гагин рассказал другу историю своей сестры. Родители Гагина жили в своей деревне. После смерти матери Гагина его отец воспитывал сына сам. Но однажды приехал дядя Гагина, который решил, что мальчик должен учиться в Петербурге. Отец противился, но уступил, и Гагин поступил в школу, а затем в гвардейский полк. Гагин часто приезжал и однажды, уже лет в двадцать, увидел в своем доме маленькую девочку Асю, но не обратил на нее никакого внимания, услышав от отца, что она сирота и взята им «на прокормление».
Гагин долго не был у отца и лишь получал от него письма, как вдруг однажды пришло известие о его смертельной болезни. Гагин приехал и застал отца умирающим. Тот завещал сыну заботиться о своей дочери, сестре Гагина — Асе. Скоро отец умер, а слуга рассказал Гагину, что Ася — дочь отца Гагина и горничной Татьяны. Отец Гагина очень привязался к Татьяне и даже хотел на ней жениться, но Татьяна не считала себя барыней и жила у своей сестры вместе с Асей. Когда Асе было девять лет, она лишилась матери. Отец взял её в дом и воспитывал сам. Она стыдилась своего происхождения и поначалу боялась Гагина, но потом его полюбила. Тот тоже к ней привязался, привез её в Петербург и, как ему ни было горько это делать, отдал в пансион. Там у нее не было подруг, барышни её не любили, но теперь ей семнадцать, она закончила учиться, и они вместе поехали за границу. И вот… она шалит и дурачится по-прежнему… После рассказа Гагина Н. Н. стало легко. Н.Н. отправляется с Асей на прогулку.
Девушка цитирует строки из «Евгения Онегина» и говорит, что мечтала бы быть Татьяной. С присущей ей открытостью она спрашивает Н.Н., что ему нравится в женщинах, а после сообщает: если бы они были птицами, то они бы утонули в синеве неба. Н.Н. замечает, что есть чувства, которые окрыляют и могут оторвать от земли, вот только «кажется, он до сих пор не летал». Они возвращаются домой. До самого вечера друзья весело проводят время. Ася, внезапно попросила Гагина сыграть им вальс, и Н. Н. и Ася долго танцевали. Ася вальсировала прекрасно, и Н. Н. долго потом вспоминал этот танец. Н.Н. осознал, что в девушке ему нравится не только ее необузданный нрав, но и душа. Во время вальса с Асей Н.Н. впервые улавливает в ее облике черты женственности. На обратном пути молодого мужчину одолевают чувства непонятной тревоги и счастья одновременно. На следующий день молодой Н.Н. застал Гагина, выпачканного красками, перед полотном. В порывах вдохновения он активно размахивал кистью.
Настроение Аси в этот день было переменчивым, то она была грустна и молчалива, то непринужденно беседовала с Н.Н. и весело смеялась. Её беспокоили мысли о том, что молодой человек, возможно, считает ее легкомысленной, но она уверяла, что была с ним всегда откровенна. Возвращаясь домой, молодой человек подумал: «Неужели она меня любит?». Этот вопрос волновал мужчину и на следующее утро. Он отправился в город Л., пробыл в доме Гагиных целый день. Ася появилась на минуту, «бледная, худенькая, с повязанным лбом» и предупредила, что ей нездоровится, после чего ушла к себе.
Вернувшись домой, молодой человек несколько раз прочитал записку, которую ему передал мальчик, в нем девушка назначала ему встречу у каменной часовни по дороге к развалинам. Неожиданно дверь отворилась, и вошел Гагин, из разговора с которым Н.Н. узнал, что Ася в него влюблена. Она призналась брату в этом прошлой ночью. Девушка расспрашивала, не рассказал ли он Н.Н. ее историю, боялась, что после этого он будет презирать ее. Девушка слезно просила им вместе уехать из этого города. Гагин решил перед отъездом переговорить с Н.Н. Он был уверен, что наш герой не женится на его сестре. Тот, в свою очередь, признался: ему нравится Ася, и попросил дать ему время все обдумать. После ухода Гагина мужчина размышлял, как ему действовать дальше. «Жениться на семнадцатилетней девочке, с ее нравом, как это можно!» – думал он. Ася изменила место свидания и ждала его в доме у фрау Луизе. Дверь открыла ему старушка и повела вверх по крутой лестнице. На третьем этаже она указала ему на маленькую дверь.
Девушка сидела на стуле около окна. Решимость действовать по выбранному плану у Н.Н. пропала. Он ласково позвал ее по имени, Ася неуверенно подняла взгляд. Он признался Асе, что ее брат всё знает, что Н.Н. ему не мог не рассказать о них. Потом Н.Н. стал обвинять Асю в том, что она сама все рассказала брату. Ася слушала его речи, упала на колени и зарыдала, но вдруг «вскочила, с быстротою молнии бросилась к двери и исчезла…» Мужчина долго блуждал по городу. Н.Н. снова отправился в дом, где жила Ася. Его встретил Гагин и сказал, что она еще не вернулась от фрау Луизе. Молодые люди отправились ее искать. Чтобы быстрее найти, они решили разделиться. Н.Н. искал ее всюду: обошел все улицы в городе, постоял у окна фрау Луизе, вернулся к берегу Рейна. Тогда он отправился к Гагину узнать, не нашел ли ее он. В комнате Аси он увидел свет. Её брат заверил, что она вернулась и все в порядке. Он не помнил, как вернулся домой. Его несли «какие-то широкие, сильные крылья». «Завтра я буду счастлив!» — думал он.
На другой день его встретила служанка и сказала, что Гагины уехали. Она вручила ему письмо, в котором «от Аси не было ни строчки». Ему писал Гагин и просил не обижаться за их внезапный отъезд. «Есть предрассудки, которые я уважаю; я понимаю, что вам нельзя жениться на Асе», – писал он. Домой он шел мимо дома фрау Луизе. Неожиданно его окликнула старушка и вручила ему записку от Аси. «Прощайте, мы не увидимся более. Не из гордости я уезжаю, мне нельзя иначе. Вчера, когда я плакала перед вами, если б вы мне сказали одно слово, одно только слово, я бы осталась. Вы его не сказали. Видно, так лучше… Прощайте навсегда!». В тот же день он отплыл в Кёльн, где узнал, что они уехали в Лондон. Н.Н. отправился за ними, но поиски в Лондоне оказались напрасными. Он не увидел их более, не увидел Аси. Жизнь так и не свела их вместе и лишь навсегда ранила сердце одинокого человека.