スウェーデン南部に住むわんぱくでいたずら好きの少年ニルスは、いつも家畜をいじめてばかりだった。
ある日曜日の朝、両親が教会に行って留守の間にニルスは妖精を見つけて捕まえるが、妖精に魔法をかけられ、小人にされてしまう。
小さくなったニルスは動物の言葉を理解できるようになるが、普段いじめられていた家畜たちはニルスの小さな姿を見てここぞとばかりに復讐しにかかる。
ガチョウのモルテンがたまたま通りかかったガンの群れに「飛べない鳥」とからかわれ、悔し紛れに飛び立ったところ、モルテンを捕まえようとしたニルスも一緒に飛び立ってしまう。
ニルスとモルテンは、ガンの群の女隊長アッカに認められ、ガンたちと一緒にラップランドを目指して旅することになった。