一个名叫尼尔斯的4岁男孩。家母十分勤劳善良，但是贫困的农民。尼尔斯不爱读书，喜欢调皮捣蛋，爱玩弄小动物。初春时，他的父母不在家，上教堂去了。他在家捉了一个小狐仙，被施法变成了一个拇指大的小人。
旅途中，尼尔斯为了救大雁，得罪了狐狸斯密尔，斯密尔蓄意报复，好几次都差点把尼尔斯害死。聪明的尼尔斯请大家犬帮忙，抓住了斯密尔。随后斯密尔被家犬的主人卖到了动物园，过着没有自由的生活。善良的尼尔斯不忍心，又帮斯密尔恢复了白由的生活。
因为意外，尼尔斯与大作队伍走散了。他发现曾经救过自己的花雕高尔逃离笼子，没有自由的生活。所以他帮高尔果逃离笼子，得知艾长曾养高过高尔高，它们后来产生了矛盾，谁也不理谁了。当高尔果帮尼尔斯重回雁群后，尼尔斯调解了高尔果和艾长的矛盾，他们终于重归于好。
一天，一阵大风把尼尔斯从鹅背上吹了下来，正好被一只母熊抓住，被两个小熊当玩具玩。熊爸回来后，发现尼尔斯正准备吃掉尼尔斯时，尼尔斯看见一个人正在瞄准熊爸爸，尼尔斯赶紧提醒熊爸爸，救了熊爸爸一命。为了报答尼尔斯，熊爸爸完成了送走尼尔斯回到马丁身边的心愿。尼尔斯又一次有惊无险地跳出了意外。
经历了许多磨难的尼尔斯回到了故乡，但爸爸却想把家鹅杀了，但尼尔斯说：“他是我的朋友，我怎么忍心看着它死去呢？”高兴的小妖精把变得善良的尼尔斯变回了人形。
终于变人形的尼尔斯和父母过上了幸福的生活。