Le roman se divise en deux parties. La première raconte le mariage malheureux de Walter Morel, mineur, et de Gertrude, issue d'un milieu plus cultivé, et la vie de la famille ; leur fils aîné, William, meurt jeune. La seconde suit Paul, jeune dessinateur, dans sa relation avec Miriam Leivers, fille de fermiers, dont l'amour intense et spirituel l'étouffe, puis avec Clara Dawes, femme plus mûre et séparée de son mari Baxter, avec laquelle il connaît une passion plus charnelle. Mais l'attachement à sa mère l'empêche de s'engager pleinement. Lawrence fait alterner chronique sociale et analyse psychologique, et situe son récit dans le bassin minier du Nottinghamshire.
À sa parution, l'accueil est mitigé et accompagné d'accusations d'obscénité. Avec le temps, le livre est reconnu comme un chef-d'œuvre : en 1999, la Modern Library l'a classé au neuvième rang des cent meilleurs romans de langue anglaise du XXe siècle, et Harold Bloom l'a inclus dans Le Canon occidental. Il a été porté à l'écran en 1960, dans un film primé aux Oscars, puis dans des séries de la BBC (1981) et d'ITV (2003).
Fils et amants reste l'un des grands romans sur la famille et l'emprise maternelle. Son analyse des liens entre mère et fils en fait un livre central sur l'emprise familiale, et il offre l'un des tableaux les plus précis de la vie d'une famille ouvrière du début du XXe siècle. C'est aussi l'entrée la plus sûre dans son œuvre, avant les audaces des romans suivants.