Как-то раз женщина, у которой не было детей, отправилась к доброй колдунье за помощью. Получив от нее ячменное зерно, женщина посадила его в цветочный горшок и принялась ждать.
В скором времени из семечка вырос «большой чудесный цветок вроде тюльпана». Когда лепестки его раскрылись, внутри оказалась крошечная девочка, которую женщина назвала Дюймовочкой.
Однажды, когда Дюймовочка крепко спала, на окно взобралась «большущая жаба, мокрая, безобразная». Она схватила спящую девочку и поспешила на свое болото. Мерзкая жаба решила женить своего сынка на красавице Дюймовочке, а чтобы она не сбежала, посадила ее «посередине реки на широкий лист кувшинки».
Когда девочка поняла, какая страшная участь ее ожидает, она горько заплакала. Маленькие рыбки пожалели девочку и помогли ей сбежать. Они перегрызли стебель кувшинки, и «листок с девочкой поплыл по течению, дальше, дальше».
Мимо пролетал крупный майский жук. Увидев красивую девочку, он схватил ее и унес на дерево, где представил своим знакомым. Однако «жучки-барышни шевелили усиками и говорили», что Дюймовочка недостаточно хороша и не может находиться в их обществе. Майский жук тут же решил, «что она безобразна, и не захотел больше держать ее у себя». Он спустил девочку на землю и попрощался.
Все лето Дюймовочка жила «одна-одинешенька в лесу». Из травинок и листьев она сплела себе колыбельку. Питалась она цветочной пыльцой и росой, в ясную погоду грелась на солнышке, а от дождика скрывалась под большим листом лопуха.
Но вскоре на смену солнечному лету пришли холодные осенние дожди и ветра. Дюймовочку, которая страдала от голода и холода, приютила полевая мышь. Они славно зажили вместе: девочка помогала мыши по хозяйству, рассказывала ей сказки, а взамен получала теплый кров и пропитание.
У полевой мыши был сосед – богатый и ученый крот, который тем и занимался, что все время пересчитывал свое богатство. Он собирался жениться на Дюймовочке, как только та подготовит себе приданое. Но девочка была совсем не рада этому – «ей не нравился скучный крот».
Однажды, гуляя по подземным переходам, Дюймовочка увидела раненую ласточку, которая чуть не умерла от холода. Всю зиму она ухаживала за больной птичкой и к весне выходила ее.
Перед свадьбой Дюймовочка попросила мышь отпустить ее наверх полюбоваться напоследок солнышком. Когда она вылезла из мышиной норы, то увидела ласточку, которую вылечила. Дюймовочка пожаловалась птице, что ее заставляют выйти «замуж за противного крота и жить с ним глубоко под землей».
Ласточка предложила девочке улететь с ней в теплые края, и та согласилась. Оказавшись в чудесной стране, Дюймовочка увидела маленького человечка с прозрачными крылышками – это был король эльфов. Он сразу влюбился в Дюймовочку и предложил ей стать «его женой, королевой эльфов и царицей цветов».