En 1947, Mary Lennox est retrouvée abandonnée dans sa maison en Inde britannique, ses parents étant morts du choléra et elle est oubliée dans la tourmente de la partition. Mary est envoyée au manoir Misselthwaite de son oncle, Lord Archibald Craven, dans le Yorkshire, en Angleterre. C’est une jeune fille désagréable et peu aimable qui a dû refouler ses propres émotions en grandissant dans le Raj.
À son arrivée, elle fait la connaissance de Mrs Medlock, une dame stricte et ferme qui est la gouvernante de Lord Craven. Mary a pour consigne de ne pas explorer la maison et est confinée dans sa chambre la nuit. Elle y rencontre Martha, une servante déstabilisée par ses exigences.
Mary est autorisée à sortir de la maison pour explorer le domaine et les bois voisins et tombe sur un chien errant qu’elle nomme Jemima. Plus tard dans la nuit, elle entend de petits cris et des gémissements à travers les couloirs pour trouver le fils alité de Lord Craven, Colin Craven.
Le lendemain, Mary rencontre Lord Craven dans son bureau et il lui dit de ne pas causer de problèmes. Mary continue d’explorer à travers la forêt et trouve un jardin caché en escaladant un mur. Plus tard, sur le chemin du retour, elle appelle Dickon, le frère de Martha, qui s’efface dans la brume de la lande. Plus tard, elle trouve la jambe de Jemima prise dans un piège. Elle aide Jemima, la libérant du piège mais le chien s’enfuit dans le jardin. Ainsi, Mary continue d’explorer.
Mary est ensuite guidée par un Robin vers une statue de pierre dans le jardin qui contient une clé du jardin. Elle quitte le jardin alors que Mme Medlock l’appelle à l’aide. De retour au domaine, Mary rencontre à nouveau Colin qui lui parle d’être bossu et de ne pas pouvoir marcher. Elle lui parle du jardin de la propriété, mais Colin ne s’y intéresse pas. En fouinant un peu plus tard, elle trouve une pièce avec des photos à la fois de la mère de Mary et de Grace Craven, et elle s’empare d’un souvenir, un collier de perles.
Le lendemain, Mary retourne au jardin pour trouver Dickon, qui lui propose d’aider à guérir Jemima. Mary amène ensuite Colin dans son fauteuil roulant pour la première fois dans la même pièce que les photos et les robes de sa mère. Mary et Dickon élaborent un plan pour amener Colin dans le jardin, dans l’espoir de guérir son immobilité, mais à son retour, Mme Medlock confronte Mary pour avoir volé le collier de perles et elle est punie en étant inscrite dans un pensionnat. Plus tard, confinée et enfermée dans sa chambre, Mary trouve des lettres entre sa mère et sa tante dans un cheval à bascule. Elle persuade Colin de les lire et les trois continuent à lire des lettres dans le jardin.
Un Lord Craven déprimé et distrait, en allumant une bougie, met le feu au bureau. Le lendemain matin, Mary, Dickon et Colin sont dans le jardin lorsqu’ils voient de la fumée noire s’échapper de la maison. Colin persuade Mary et Dickon d’aller voir ce qui se passe. Mary entre dans la maison en feu et trouve M. Craven cherchant frénétiquement son fils dans l’incendie. Elle tente en vain de le convaincre de s’enfuir car son fils est en sécurité à l’extérieur, mais il résiste jusqu’à ce que le fantôme de sa femme les guide vers la sortie, alors que les pompiers arrivent. Lord Craven et Mme Medlock, inquiets, accompagnent Mary et Dickon chez Colin dans le jardin secret. Lord Craven contemple avec admiration la mobilité de son fils alors qu’ils ravivent leur relation.
Le film se termine avec Lord Craven reconstruisant le domaine et Mary, Dickon et Colin s’amusant dans le jardin secret.