マーチ家の次女ジョーはベアとの結婚後、伯母からプラムフィールドの屋敷を受け継ぎ、"勉強と保護と愛情を必要とする少年達の楽しく家庭的な学校"を作る。そこへ"おてんばナン"と呼ばれる活発な少女がやってきた。ナンは来るなり学校の少年達と賑やかな騒動を起こすが、ジョーは活発だった自分の少女時代を思い、笑い声を上げるのだった。それからナンとプラムフィールドの子供たちの賑やかで楽しい生活が始まった。腕白小僧のトミー、バイオリン弾きのナット、ボストンからやって来た乱暴者のダン、悪賢いジャック。ジョー先生の暖かい指導を受け、ナンは学校の中心的存在となっていく。