很久很久以前，有一位妇人非常希望自己有一个孩子。可盼了很久也未能如愿，她只好去求女巫。女巫给她一粒大麦，让她种到花盆里。很快，花盆里就长出一朵红红的花苞，可是不知为什么，它总是紧闭花瓣。
一天，老妇人忍不住去吻了一下，发现里面竟藏着一个小女孩儿。这个小姑娘只有拇指那么大，老妇人叫她 “拇指姑娘。”拇指姑娘白天坐在一片叶子里，在装满水的盘子里游玩儿，晚上睡在胡桃壳做的小床上。
一天晚上，癩蛤蟆看见了美丽的拇指姑娘，心想：“我要把她带回去做新娘！”于是他抱起拇指姑娘从窗口跳进了沼泽里。拇指姑娘醒来一看，对面站着一只癩蛤蟆，正在泥巴里用芦苇和睡莲布置新房，他告诉拇指姑娘：“你做我儿子的新娘吧。”小癩蛤蟆又丑又笨，就连鱼和乌龟们都觉得不公平，他们偷偷咬断荷叶的茎，让拇指姑娘乘着荷叶随着河水漂走了。小癩蛤蟆发现后立刻追了上来，“等等！你不能走，你是我的新娘呀！”
拇指姑娘真的很害怕被带回去，怎么办呢？这时，天上飞来一只白蝴蝶，他用绳子拉着拇指姑娘顺水而下，终于甩掉了癩蛤蟆。“谢谢你，白蝴蝶！”拇指姑娘继续四处漂荡。
突然，一只大金龟子发现了拇指姑娘，他伸出尖锐的爪子，一把就把她抓起来飞走了。“救命啊！”拇指姑娘不知道又会发生什么事情。大金龟子把她放在树上，请她吃蜂蜜。
别的大金龟子觉得她太奇怪，因为她只有两只脚，又没有触须，最后，金龟子们都离她而去了。整个夏天拇指姑娘独自在森林里生活，她编了一张小床吊在苜蓿的叶子下，吃花蜜，喝露水，有时还要摘一些野果充饥。冬天到了，森林一片枯萎凋零的景象，拇指姑娘冷的浑身发抖，连藏身之处都找不到。她只好走出森林，去寻找一个温暖的地方。
她走了好远，来到田鼠婆婆家门口，她敲开门说：“我已经好几天没吃东西了，请给我一点儿东西吃好吗？”“哦，真可怜！快进来吧。”田鼠婆婆拿出许多好吃的饭菜请她吃，拇指姑娘连连道谢，“这个冬天很冷，你就留在我这里吧。”田鼠婆婆说。
有一天，来了一位穿着红天鹅绒大衣的贵客 —鼹鼠先生。田鼠婆婆让拇指姑娘唱了一首歌，鼹鼠先生听入迷了，他在两家之间打通了一条通道。拇指姑娘在通道里发现了一只昏迷的燕子，她立即用枯草搭成一条毯子，用棉花盖在燕子的身上，燕子渐渐苏醒过来。春天来了，燕子已恢复了健康，他很感激拇指姑娘。“我要离开这里了，你愿意和我一起走吗？”燕子问。“ 不行，田鼠婆婆会伤心的。”燕子飞走了，拇指姑娘留下来，住在黑暗潮湿的地洞里。田鼠婆婆又擅自作主，把她许配给鼹鼠先生。
秋天来了，鼹鼠先生要来娶亲，拇指姑娘来到地面，她要和阳光与大地告别了。原来，阳光、鲜花、绿树……,自然界的一切都那么美！拇指姑娘正在依依不舍之际，天上飞来一只燕子，“拇指姑娘，我要飞到温暖的地方去，这次你愿意和我一起去吗？”“当然！”拇指姑娘跳到燕子身上。
他们艰难地向前飞呀，飞呀，终于来到了温暖的地方。这里是拇指姑娘的家乡，她发现在花丛中还有一个和自己一样的小人儿。原来他们都是花的天使，每一朵花中都有一位天使。拇指姑娘遇到的是王子，他们不久就结婚了，她成了百花的女王。
