Zu Beginn des 20. Jahrhunderts ist Mary Lennox ein vernachlässigtes und ungeliebtes 10-jähriges Mädchen, das in Britisch-Indien von wohlhabenden britischen Eltern, die sie nie gewollt und sich bemüht haben, sie zu ignorieren. Sie wird vor allem von einheimischen Dienern betreut, die es zulassen, dass sie verwöhnt, anspruchsvoll und egozentrisch wird. Nachdem eine Choleraepidemie Marys Eltern tötet, fliehen die wenigen überlebenden Diener ohne Mary aus dem Haus.
Sie wird von britischen Soldaten entdeckt, die sie vorübergehend in die Obhut eines englischen Geistlichen geben, dessen Kinder sie spöttisch "Mistress Mary, quite contrary" nennen. Bald darauf wird sie nach England geschickt, um bei ihrem Onkel Archibald Craven zu leben, den die Schwester ihres Vaters, Lilias, geheiratet hat. Er lebt in den Yorkshire Moors in einem großen englischen Landhaus, Misselthwaite Manor. Als sie von der Haushälterin Mrs. Medlock nach Misselthwaite begleitet wird, erfährt sie, dass Lilias Craven tot ist und dass Mr. Craven einen Buckel hat.
Anfangs ist Mary so mürrisch und unhöflich wie immer. Sie verabscheut ihr neues Zuhause, die Menschen, die darin leben, und vor allem das düstere Moor, in dem es liegt. Mit der Zeit verliert sie ihr Temperament und freundet sich mit ihrem Dienstmädchen Martha Sowerby an, die Mary von Lilias erzählt, die stundenlang in einem privaten ummauerten Garten Rosen züchtete. Lilias Craven starb zehn Jahre zuvor bei einem Unfall in diesem Garten, und der verzweifelte Archibald verschloss den Garten und vergrub den Schlüssel.
Mary beginnt sich dafür zu interessieren, den geheimen Garten selbst zu finden, und ihre schlechten Manieren beginnen sich zu bessern. Bald findet sie Gefallen an der Gesellschaft von Martha, dem Gärtner Ben Weatherstaff und einem freundlichen Rotkehlchen. Ihre Gesundheit und ihr Verhalten verbessern sich durch die frische Yorkshire-Luft, und sie wird stärker, als sie die Gärten des Anwesens erkundet. Mary wundert sich über den geheimen Garten und über mysteriöse Schreie, die nachts durch das Haus hallen.
Während Mary die Gärten erkundet, macht das Rotkehlchen sie auf eine Stelle mit aufgewühlter Erde aufmerksam. Hier findet Mary den Schlüssel zum verschlossenen Garten, und schließlich entdeckt sie die Tür zum Garten. Sie bittet Martha um Gartengeräte, die Martha mit Dickon, ihrem 12-jährigen Bruder, schickt, der die meiste Zeit draußen im Moor verbringt. Mary und Dickon finden Gefallen aneinander, denn Dickon kann gut mit Tieren umgehen und hat ein gutes Wesen. Mary ist begierig darauf, sein Wissen über Gartenarbeit aufzusaugen und erzählt ihm von dem geheimen Garten.
Eines Nachts hört Mary erneut die Schreie und beschließt, ihnen durch das Haus zu folgen. Zu ihrem Erstaunen findet sie einen Jungen in ihrem Alter namens Colin, der in einem versteckten Schlafzimmer wohnt. Sie findet bald heraus, dass sie Cousins sind, Colin ist der Sohn von Archibald Craven, und dass er an einem nicht näher bezeichneten Wirbelsäulenproblem leidet, das ihn am Gehen hindert und dazu führt, dass er seine ganze Zeit im Bett verbringt. Wie Mary ist auch er verwöhnt, anspruchsvoll und egozentrisch, und die Dienerschaft gehorcht ihm nach Strich und Faden, um die beängstigenden hysterischen Wutausbrüche zu verhindern, in die Colin gelegentlich gerät. Mary besucht ihn in dieser Woche jeden Tag und lenkt ihn mit Geschichten über das Moor, Dickon und seine Tiere und den geheimen Garten von seinen Problemen ab. Mary vertraut ihm schließlich an, dass sie Zugang zu dem geheimen Garten hat, und Colin bittet darum, ihn zu sehen. Colin wird in seinen Rollstuhl gesetzt und nach draußen in den geheimen Garten gebracht. Es ist das erste Mal seit mehreren Jahren, dass er sich im Freien aufhält.
Als die Kinder im Garten sind, sehen sie Ben Weatherstaff auf einer Leiter über die Mauer blicken. Er ist erschrocken, als er die Kinder im geheimen Garten entdeckt . . .
