Heidi es una niña suiza huérfana que durante los primeros años de su vida ha
estado bajo el cuidado de su tía Dete. Cuando esta trabaja, tiene que dejar
encargada a la niña con una anciana que esta prácticamente sorda. Un día,
Dete tiene la oportunidad de trabajar en Frankfurt con una familia rica, pero
como no puede llevar a Heidi decide recurrir al abuelo de la niña, un anciano
que vive una vida de ermitaño en las montañas cercanas al pueblo de Dorfli.
El abuelo acepta de muy mala gana cuidar a Heidi, pero la inocencia y bondad
de Heidi terminan por cautivarlo de modo que su carácter duro termina por
ablandarse y poco a poco comienza a aceptar la idea de reintegrarse a la sociedad.

En esta nueva vida para Heidi todo es nuevo para ella. Rápidamente aprende
a amar la naturaleza, los campos abiertos y los animales. Heidi adquiere como
costumbre acompañar a Pedro, un pastor del pueblo que lleva diariamente a
pastar a las cabras del pueblo. Después de un tiempo, Dete regresa por Heidi
pensando que tiene una gran oportunidad para ella: la familia Sesseman necesita
a una niña que le brinde compañía a la pequeña Clara, una niña paralítica que
debido a sus impedimentos tiene que estudiar en casa con maestros particulares
y no tiene la oportunidad de convivir con nadie. Sin embargo, ni Heidi ni el abuelo
tienen disposición a separarse, por lo que Dete tiene que engañar a Heidi para que
la acompañe.

La vida de Heidi en Frankfurt es gris, monótona y llena de reglas que ella no
entiende ni le interesa aprender, lo cual es causa de frecuentes conflictos con
la señorita Rottenmeier, la institutriz y ama de llaves de los Sesseman. A pesar
de que Clara y Heidi se hacen rápidamente buenas amigas, Heidi extraña tanto
su hogar que empieza a encerrar en ella mucha nostalgia. Las cosas llegan tal
grado que el padre de Clara decide que Heidi regrese a Suiza con su abuelo,
muy a pesar de las protestas de Clara, que le ha tomado mucho afecto a Heidi.

Durante la ausencia de Heidi, el abuelo ha comprendido el peso de la soledad,
por lo que al regresar Heidi con él decide hacer caso a los consejos del párroco
y bajar al pueblo durante el invierno para que Heidi pueda ir a la escuela y
conviva con los otros niños. Todos en el pueblo se asombran de este cambio
de actitud, pero se alegran por Heidi.

Algunos meses después, en la primavera, Clara ha convencido a su padre de
que la deje visitar a Heidi en las montañas. Los cuidados de Heidi y su abuelo,
asi como el contacto con la naturaleza, le permiten a Clara recobrar la confianza
suficiente en si como misma para intentar caminar nuevamente. Después de un
periodo de alimentación especial, asi como de ejercicios, Clara finalmente puede
volver a caminar y con ello sorprender a su papá.