Concord (Massachusetts), pendant la guerre de Sécession. Tandis que son mari se bat sur le Potomac, Marmee March s’occupe de ses quatre filles : Jo (romancière en herbe), Meg (timide et pondérée), Beth (pianiste de talent) et Amy (très douée pour le dessin). L’hiver est rude et elles ont du mal à joindre les deux bouts, ce qui ne les empêche pas d’aider leurs voisins encore plus défavorisés. Pour divertir ses soeurs, Jo écrit des pièces aux intrigues délirantes et des histoires d’un romanesque échevelé. Ensemble, elles observent, dans le jardin d’à-côté, le jeune Theodore Laurence, « Laurie », que son grand-père voudrait initier aux affaires. John Brooke, le précepteur de Laurie, ne laisse pas non plus ces demoiselles indifférentes et lui-même s’éprend de Meg. Drames et bonheurs se succèdent. Jo et Meg vont au bal. Amy manque de se noyer dans un lac gelé. Marmee se rend à Washington, au chevet de son époux blessé. Jo vend ses cheveux pour arrondir le budget. Une attaque de scarlatine laisse Beth très affaiblie. Le père March revient dans ses foyers…

Les années passent. Meg épouse John. Laurie déclare sa flamme à Jo, mais elle refuse de l’épouser. Meurtri, il part seul pour Londres. L’acariâtre Tante March, à qui Jo faisait la lecture, choisit finalement Amy pour l’accompagner en Europe. Jo, qui rêvait de ce voyage, est très déçue. Pour la consoler, Marmee l’autorise à s’installer à New York, où elle tentera sa chance comme écrivain. Elle y rencontre Friedrich Bhaer, un professeur venu d’Allemagne, qui l’encourage à délaisser féeries et contes gothiques pour développer son propre style à partir d’expériences personnelles.

De retour à Concord, où elle assiste Beth dans ses derniers moments, elle écrit un roman autobiographique dont elle envoie le manuscrit à Friedrich. Pendant ce temps, en Europe, Laurie revoit Amy et tombe amoureux d’elle. Après la mort de Tante March, ils se marient et reviennent à Concord. Jo se réjouit de voir tous les siens réunis autour d’elle. Son bonheur est complet lorsque Friedrich lui apporte les épreuves de son roman, enfin publié. Ils s’avouent alors leur amour et elle lui demande de rester avec elle, enseigner dans l’école qu’elle compte ouvrir dans la vaste demeure qui lui a été léguée par Tante March.