1900年代初頭。イギリス領インドで育った10歳の少女メアリーは、両親を流行病で亡くし、イギリス・ノースヨークシャーに住む伯父・アーチボルドに引き取られる。しかしアーチボルドは、最愛の妻・リリーを亡くして以来すっかり気難しくなってしまっていた。彼はリリーの面影を留めた息子とも距離を置き、屋敷にはすっかり沈んだ空気が漂っていた。
庭を散策していたメアリーはある日、「秘密の花園」の存在を知る。リリーが大切にしていた庭園で、彼女の死後にアーチボルドが鍵を掛けて閉ざしてしまったという。ふとした事からその鍵を見つけるが、肝心の扉が見つけられない―。
日々の暮らしの中でメイドのマーサやその弟ディコンをはじめとした使用人達と徐々に打ち解けていくメアリー。しかしその一方でアーチボルドは、どこかリリーに似ているメアリーを気に掛けながらも自身の殻から抜け出せずにいた。
アーチボルドの息子コリンは、叔父で医師のネヴィルの言いつけにより屋敷の部屋から出ずに暮らしており、足が不自由なひねくれた少年に育っていた。突然現れたメアリーにも始めは猛反発していたが、遠慮なくぶつかってくる彼女に次第に心を開いていく。
ある日、リリーの不思議な導きにより「秘密の花園」の扉を発見したメアリー。枯れてしまった庭を蘇らせようと、ディコン・庭師ベンと共に、アーチボルドには秘密で手入れを始め――。
