때는 1906년. 총독부 고위 관리인 아버지를 따라 메리(Mary Lennox: 제니 제임스 분)는 인도에서 자란 영국 소녀이다. 뛰어난 미모를 지녔지만 허영에 찬 여인인 어머니로부터 사랑을 못 받고 자란 메리는 고집세고 반항적인 아이로 큰다. 어느날 갑자기 전염병이 나돌아 부모의 갑작스런 죽음으로 인해, 집안끼리 친분이 있었던 아치볼드씨(Archibald Craven: 데렉 야코비 분)의 집에 맡겨지게 되어 영국으로 돌아간다. 익숙치 못한 영국 생활과 고집스런 성격 때문에 외롭게 지내던 메리는 우연히 들른 잠겨진 정원에 호기심이 생기면서 다킨이라는 그 지방의 소년을 친구로 사귀게 된다. 마침내 정원의 입구와 열쇠를 찾아낸 메리는 디킨(Dickon Sowerby: 바렛 올리버 분)과 그곳을 '비밀의 정원'이라고 이름 붙이고 평소에 가보지 않던 저택 안을 돌아다니다가 콜린(Colin Craven: 자드리안 스틸 분)이라는 소년을 만나게 된다. 그는 다름아닌 아치볼드씨의 외아들로 곱추인 아버지 아치볼드처럼 자신도 곱추가 될까봐 걱정하는 병약하고 고집 센 아이였다.
콜린의 못되고 이기적인 모습을 야단치던 메리는 결국 전의 자신도 그러했다는 것을 깨닫고 두 사람은 더욱 성숙해 간다. 죽은 콜린의 어머니를 아치볼드는 매우 사랑했는데 그 정원도 정원 가꾸기를 즐겼던 부인의 작품이었다. 그러나 콜린을 임신 중이던 부인이 정원의 나뭇가지에 앉아있다가 가지가 부러지는 바람에 간신히 콜린을 조산하고 숨을 거둔 이후로 슬픔에 빠진 아치볼드는 정원을 잠가버리고 열쇠를 버린 것이었다. 메리와 디킨, 코린 등은 자신들만의 비밀정원을 몰래 가꾸며 우정을 쌓아가고 그러는 가운데 콜린의 몸도 점점 건강해진다. 아버지를 기쁘게 해드리기 위해 콜린은 걷는 연습을 열심히 하고 이를 알게 된 디킨의 어머니(Mrs. Sowerby: 펫 헤이우드 분)는 외국을 여행 중이던 아치볼드에게 집으로 돌아오라고 편지를 낸다. 드디어 여름이 거의 다 지나 장미가 만발한 정원에서 아치볼드는 건강해진 아들을 발견하고 기쁨의 눈물을 흘린다. 그후 세월이 지나, 전쟁으로 서로 헤어져 있던 콜린과 메리는 잠시 휴가를 내어 집으로 돌아와 비밀의 정원에 들어선다. 콜린은 오래전부터 간직해 온 소망 메리와의 결혼을 그녀에게 청하고 그녀도 기쁘게 받아들인다.
