En 1947, Mary Lennox es encontrada abandonada en su casa de la India británica, sus padres han muerto de cólera y ella está olvidada en la agitación de la partición. Mary es enviada a la mansión Misselthwaite de su tío, Lord Archibald Craven, en Yorkshire, Inglaterra. Es una joven desagradable y antipática que ha tenido que reprimir sus propias emociones mientras crecía en el Raj.
Al llegar, conoce a la señora Medlock, una dama estricta y firme que es el ama de llaves de Lord Craven. A Mary se le ordena no explorar la casa y se la confina en su habitación por la noche. Allí conoce a Martha, una sirvienta que se siente inquieta por sus exigencias.
A Mary se le permite salir de la casa para explorar la finca y los bosques cercanos y tropieza con un perro callejero al que llama Jemima. Más tarde, esa misma noche, oye pequeños gritos y lamentos por los pasillos y encuentra al hijo de Lord Craven postrado en la cama, Colin Craven.
Al día siguiente, Mary se encuentra con Lord Craven en su estudio y él le dice que no cause ningún problema. Mary sigue explorando por el bosque y encuentra un jardín oculto escalando un muro. Más tarde, de camino a casa, llama al hermano de Martha, Dickon, que se desvanece entre la niebla de los páramos. Más tarde encuentra la pierna de Jemima atrapada en una trampa. Ayuda a Jemima, liberándola de la trampa, pero el perro huye hacia el jardín. Entonces, Mary continúa explorando.
Mary es guiada por un Robin hasta una estatua de piedra dentro del jardín que tiene una llave del jardín. Sale del jardín cuando la señora Medlock la llama. De vuelta a la finca, Mary se encuentra de nuevo con Colin, que le habla de su joroba y de que no puede caminar. Ella le habla del jardín de la finca, pero Colin no está interesado. Curioseando más tarde, encuentra una habitación con fotos de la madre de Mary y de Grace Craven, y coge un recuerdo, un collar de perlas.
Al día siguiente, Mary vuelve al jardín para encontrar a Dickon, que se ofrece a ayudar a curar a Jemima. A continuación, Mary lleva por primera vez a Colin en su silla de ruedas a la misma habitación en la que se encuentran las fotos y los vestidos de su madre. Tanto Mary como Dickon traman un plan para llevar a Colin al jardín, con la esperanza de curar su inmovilidad, pero al volver, la señora Medlock se enfrenta a Mary por haber robado el collar de perlas y es castigada con el ingreso en un internado. Más tarde, confinada y encerrada en su habitación, Mary encuentra unas cartas entre su madre y su tía en un caballo balancín. Convence a Colin para que las lea y los tres continúan leyendo cartas en el jardín.
Un deprimido y distraído Lord Craven, mientras enciende una vela, prende fuego al escritorio. A la mañana siguiente, Mary, Dickon y Colin están en el jardín cuando ven que sale humo negro de la casa. Colin convence a Mary y a Dickon para que corran a comprobarlo. Mary entra en la casa en llamas y encuentra al Sr. Craven buscando frenéticamente a su hijo en el incendio. Ella intenta en vano convencerle de que escape, ya que su hijo está a salvo fuera, pero él se resiste hasta que el fantasma de su esposa les guía fuera de forma segura mientras llegan los bomberos. Un ansioso Lord Craven y la Sra. Medlock acompañan a Mary y Dickon a Colin en el jardín secreto. Lord Craven contempla con asombro la movilidad de su hijo mientras reavivan su relación.
La película termina con Lord Craven reconstruyendo la finca y Mary, Dickon y Colin divirtiéndose en el jardín secreto.