富有的克鲁上校和她的女儿萨拉（利塞尔•马修斯 Liesel Matthews 饰）在印度度过了一段幸福美好的时光。直到战争爆发，因为萨拉的母亲在她出生的时候就去世了，上战场前，克鲁上校不得不把萨拉送到了纽约著名的米切恩女子学校，将女儿委托给了米切恩夫人代为照顾，并留下了一笔不菲的报酬，以便自己走后女儿生活无忧。米切恩夫人看在这笔丰厚酬劳的面子上，给萨拉安排了最大最好的房间，即使是在违背校规的情况下也默许萨拉带着母亲留给她的项链。天真活泼的萨拉总是有一些奇思妙想的小故事，让她很快和其他孩子融洽的相处起来。在大家的簇拥下，萨拉俨然过着小公主一般的生活。但天有不测风云，就在她生日那天，前线却突然传来了她父亲阵亡的消息，萨拉成了孤儿，米切恩夫人开始暴露出她贪婪势利的本性，萨拉的生活轨迹开始发生变化…
本片改编自弗朗西斯•霍奇森•伯内特同名小说《小公主》。
1914 年，年轻的萨拉·克鲁 (Sara Crewe)与丧偶的父亲理查德·克鲁 (Richard Crewe) 上尉（一位富有的英国陆军军官）住在印度，两人分享了他对神话和魔法故事的热爱。理查德被征召参加第一次世界大战，他让莎拉进入纽约市的一所女子寄宿学校，她已故的母亲就读于该学校，该学校由傲慢的女校长玛丽亚·明钦小姐和她善良的妹妹阿米莉亚经营。理查德指示明钦小姐不惜一切代价让女儿感到舒适，他布置了学校最大的套房，并给莎拉留下了她母亲的挂坠盒和一个他命名为艾米丽的洋娃娃，他告诉她，这个洋娃娃将通过魔法让他们保持联系。
尽管被明钦小姐的严格所压制，莎拉仍因其善良和强大的想象力而受到女孩们的欢迎，其中包括洗碗女工贝基。莎拉写信给她的父亲，她的父亲在试图拯救战壕中的战友时遭遇毒气袭击。明钦小姐为莎拉举办了一场奢华的生日派对，希望从她父亲那里勒索更多的钱，但他的律师来了，带来了理查德在战斗中阵亡的消息；英国政府没收了他的资产，使萨拉身无分文。明钦小姐把萨拉和贝基搬到阁楼去当仆人，并没收了她的所有物品，包括挂坠盒，只允许她保留艾米丽和一本书。
尽管生活黯淡，莎拉仍对他人友善，却向校霸拉维尼娅报仇。学校的年长邻居查尔斯·伦道夫收到消息称，他的儿子约翰在欧洲作战期间被宣布失踪。伦道夫先生的印度同事拉姆·达斯 (Ram Dass) 无意中听到了隔壁阁楼上的萨拉 (Sara) 的富有想象力的故事。当一名患有失忆症的受伤士兵被误认为是约翰时，拉姆·达斯鼓励伦道夫先生收留这名男子。萨拉的朋友们潜入明钦小姐的办公室并取回了她的挂坠盒，并于当晚拜访她，听她讲述拉玛王子的故事。他们被明钦小姐抓住了，明钦小姐惩罚莎拉和贝基一天不吃饭，并将贝基一整天锁在房间里，但萨拉以她父亲的信念“所有女孩都是公主”，勇敢地面对她的残酷行为。他们的命运。
莎拉通过想象为他们准备一场盛宴和漂亮的衣服来安慰贝基，他们醒来后发现梦想成真了，他们的阁楼被拉姆·达斯秘密改造。受到莎拉的启发，阿米莉亚与送奶工私奔，明钦小姐发现挂坠盒不见了。明钦小姐在阁楼上与萨拉对峙，指责她偷了拉姆·达斯留下的华服，并在报警时将萨拉锁在自己的房间里。在贝基的帮助下，莎拉危险地爬到伦道夫家，险些逃脱。当明钦小姐和警察搜查房子时，莎拉发现正在康复的士兵正是她的父亲，但理查德却不认识她。尽管明钦小姐确实认出了克鲁船长，但她故意选择报复事实，恶意地说萨拉没有父亲。当萨拉被警察拖走时，尖叫着寻找她的父亲，拉姆·达斯帮助理查德恢复了记忆。在外面，理查德救了莎拉，两人幸福地重逢，而明钦小姐则愤怒地走开，最终接受了失败。
一段时间后，兰道夫先生接管了学校，现在对女孩们来说是一个更加快乐的地方，并且在知道理查德试图拯救他的儿子后找到了平静。理查德的财产已经恢复，他收养了贝基。作为对女孩的卑鄙对待和其他罪行的惩罚，明钦小姐被迫为她之前虐待过的年轻烟囱清洁工工作。在拉维尼娅和贝基回家之前，莎拉把艾米丽交给了女孩们，并意外地与拉维尼娅拥抱。