第二次世界大戦後、ソビエト連邦の将軍、イエブグラフ・ジバゴは腹違いの弟の娘を探していた。そんな中、戦災孤児の中にその娘がいると知らされ、国境近くのダムの事務所でトーニャと名乗る少女に出会う。トーニャは父と母の名前、顔、素性を知らず、イエブグラフが父と母の素性を明かしても狼狽するばかりであった。イエブグラフはそんな彼女に、医者であり、詩人でもあった、トーニャの父であり、自分の腹違いの弟である、ユーリ・ジバゴの生涯を語り始めた。時は遡ること19世紀末、幼くして両親を亡くしたユーリは、モスクワに住む親戚のアレキサンダー家に引き取られる。両親の遺品はバラライカという楽器ただひとつ。寂しさを覚えながらも親戚の愛情を受け、ユーリは成長していく。1913年、医学生となったユーリは教授からも認められ、研究者になることを勧められる。しかし本人は医師免許を習得し、開業医になることを目指していた。それ以外にも詩人としても才能を開花させ、フランスの新聞記事にも自身の詩が載った。また、ユーリはトーニャという娘と婚約し、順風満帆な生活を送っていた。一方、同じくモスクワに住む17歳の少女、ラーラは洋品店を営む母、アメリアと暮らしていた。ラーラにはボリシェヴィキに傾倒する青年、パーシャという恋人がいたが、母のパトロンである弁護士のコマロフスキーもまた、アメリアの娘、ラーラを狙っていた。ある日の夜、貴族階級のパーティーが行われ、アメリアが出席する予定だったが、アメリアは発熱してしまい、代わりに娘のラーラがコマロフスキーと共に出席することになった。会場に到着し、ダンスを踊る二人。そんな中、会場の外からインターナショナルが聴こえてきた。革命運動のデモ行進が起きたのだった。その中にはラーラの恋人、パーシャの姿もあった。しかし、デモはロシア帝国の騎馬隊により蹴散らされてしまう。家の近くにいたデモ隊の負傷者を手当てしようと、家から出てきたユーリ。しかし、憲兵がやって来て家に入るよう命令され、渋々従う。嵐の後の静けさが残るパーティーからの帰り道、コマロフスキーはラーラに接吻するのであった。ある日、パーシャが顔に火傷を負ってラーラの前に現れる。パーシャは官憲から追われており、ラーラに銃を預けさせた。そんな中、コマロフスキーとラーラの関係を勘ぐったアメリアが服毒自殺未遂を起こす。コマロフスキーから隠密に依頼された医師のカート教授は教え子のユーリを連れ、治療に向かう。そこでユーリはコマロフスキーとラーラの不貞関係に気づいてしまうのであった。ラーラは母のこともあり、何も知らないパーシャと結婚するとコマロフスキーに話す。そんな彼女を否定したコマロフスキーはラーラを強姦した。ラーラはショックと怒りに燃え、パーシャから預かった銃でコマロフスキーを殺すことを決意。ラーラの向かったコマロフスキーがいるパーティー会場では、ユーリとトーニャの婚約が発表されていた。しかしその時、同じくその場にいたコマロフスキーに向かってラーラが発砲。ラーラは取り押さえられたが、コマロフスキーが「警察には突き出すな」と言った為、ラーラは駆けつけたパーシャと共にその場を逃れた。一方、コマロフスキーは弾が急所を逸れた為、一命をとりとめ、ユーリが彼の手当てをした。その中でコマロフスキーが彼女を軽蔑している事に対し、ユーリは不快感を覚える。パーシャのお陰でその場から逃れたラーラはパーシャと結婚。子を成した。時は流れ、第一次世界大戦が勃発。パーシャは前線へ送られるが帰ってこず、ラーラは看護婦として前線に向かい、夫を探していた。そんな中で同じく軍医として来ていたユーリと再会。ふたりで戦士らの治療にあたっていった。負傷者が全員退院し、ラーラに恋心が芽生えたユーリ。しかし、ラーラはそれを制止し、二人は別れる。ユーリはモスクワに帰郷するが、ロシア革命が発生し、家の様子は一変していた。一軒家だった家は共同住宅となっており、薪ですら配当制。さらに、家の私有物まで没収されそうになる。そこに、腹違いの兄、イエブグラフが来た。共産党員であった兄だったが、兄との初対面を喜ぶユーリ。そんな中、イエブグラフはユーリの詩が批判されていることを伝え、ユーリは落ち込む。イエブグラフは一家の別荘があるベリキノへの疎開を勧める。イエブグラフの勧めもあり、疎開を決めた一家は夜の汽車に乗り込む。その汽車の中でストレリニコフという、赤軍の将軍が民衆を苦しめていると聞くが、その正体はパーシャだった。汽車の停車中、事情聴取に呼び出されたユーリはパーシャと出会ったが、パーシャはラーラへの愛を失っており、ラーラがベリキノから遠くない、ユリアティンという街にいることも聞く。ベリキノに着いた一家は、もともと所有していた家も取り押さえられ、案内人の紹介でボロボロの家に住み、自給自足の生活を始める。そのなかで塞ぎがちになっていくユーリを心配した家族は町へ出掛けることを勧める。ユリアティンの図書館に向かったユーリはラーラと運命的な再会を果たす。二人はラーラの家に向かい、愛し合った。しかし、トーニャへの罪悪感からラーラと別れることを決めた日、ユーリはトーニャのお腹の子の薬を買うため、街に向かう道中でパルチザンに拉致され、活動協力を強要される。しかし、彼らの活動はただの虐殺行為であり、危険を感じたユーリは活動から脱出。身一つで戻るが、出迎えて介抱してくれたのは、ラーラであった。トーニャやその家族はユーリが拉致されている間にフランスへ国外脱出しており、トーニャはラーラにユーリのバラライカを託していた。ラーラに看病してもらいながら、身を潜めていたユーリだったが、ある日突然、コマロフスキーが二人の前に姿を現した。コマロフスキーはユーリの詩が反政府的であると、またこれにより狙われていることから国外脱出を勧めるが二人はそれを断り、ベリキノでの生活を決意する。取り押さえられていた例の家は放置され、氷の宮殿となっていった。その家で新たな生活を始めた二人。ユーリはラーラへの愛を詩に書き始めた。「私たち、もっと前に早く出会っていたら・・・」「言うな。むなしくなるだけだ」しかし、彼らの幸せもそう長くは続かなかった。ある日、また突然ふたりの前にコマロフスキーが姿を現した。コマロフスキーはユーリにストレリニコフが失脚して殺害されたことを話す。白軍が消滅した今、ソ連にとって、ストレリニコフはただの邪魔者でしかなかったのだ。そしてその余波がラーラに迫っていることも話し、国外脱出を強く勧める。受け入れるユーリ。支度を済ませ悲しそうにソリに乗るラーラ。しかし、ソリの座席定員が足りず、ユーリはソリに乗らず、あとからついてくると話してバラライカをラーラに託す。一行を見送るユーリ。すると突然、ユーリは家に戻り二階にかけ上がった。窓ガラスを割り、その先の大雪原に消えるラーラを悲しく見つめるユーリ。出発した汽車にユーリの姿はなかった。「彼はあなたに助けられようなんて思わないわ」と言うラーラにコマロフスキーは「奴は馬鹿だ」と言うだけであった。その後、モスクワに戻り、兄のツテで医者の仕事に就いたユーリ。ある日、街中でラーラを見つける。ひたすら呼ぼうとするが、声が出ず、持病の心臓が麻痺してしまい、ラーラに気付かれることなく、死んでしまった。その後、ユーリの埋葬でラーラはイエブグラフと出会う。ラーラは疎開先で生き別れてしまったユーリとラーラの間に生まれた子供を捜した。二人は懸命に捜索したが、見つかることなくラーラは強制収容所に連れていかれた。亡くなったか生きているかは、分からないという。両親の物語を聞いたトーニャは涙を流した。「でも父とは、戦火の中ではぐれた」と言うトーニャにイエブグラフは「それは実の父ではなく、コマロフスキーだ。だから手を放してしまった。自分の子なら絶対に離さない」と言う。そして、トーニャに協力を申し出る。その申し出を受け入れるかどうか、考える時間を与えられたトーニャはひとまず、そこから出ていくことに。そこにダムの操作をしている恋人が迎えにきた。そんな二人を見送るイエブグラフはトーニャの背中にバラライカがあることに気づく。事務所からイエブグラフが、「トーニャ、バラライカが弾けるのか？」と聞くと、恋人が「えぇ、プロ顔負けです」「誰かに教わったのか？」「いいえ、誰にも」「遺伝だな」外のダムには虹がかかっていた。