열 다섯 살의 바비(제니 아구터 분), 열 두 살의 필리스(샐리 톰셋 분), 열 살의 피터(게리 워렌 분)는 런던 교외에서 자상한 엄마(디나 셰리단 분), 아빠와 부족한 것 없이 행복하게 살던 아이들이다. 어느 날 험상궂게 생긴 두 남자가 집으로 찾아와 아버지를 끌고 간 이후, 세 아이들과 엄마는 요크셔의 기차길 옆에 있는 작은 집으로 이사를 가게 된다. 이전보다는 다소 궁핍한 생활을 하게 됐지만 아이들은 구김살 없이 새로운 환경에 적응한다. 이들은 매일 아침 기차가 지나갈 때 손을 흔들며 인사를 하는 것이 일상이 되는데 이런 행동을 통해 기차역의 하급 직원인 퍼크스(버나드 크리빈스 분)와 1등칸을 타고 여행하는 노신사(윌리엄 머빈 분)를 알게 된다. 호기심 많은 천진난만한 아이들이면서도 불쌍한 사람들을 보면 외면하지 않고 따뜻한 도움의 손길을 건네는 세 아이들은 영국에 있는 가족들을 찾아러시아에서 망명한 사람을 도와주는가 하면 산사태로 기차가 큰 사고를 낼 수 있음을 알고는 위험을 무릅쓰고 사고를 막는 일을 해내기도 한다. 넉넉하진 않지만 밝은 모습을 잃지 않던 아이들은 어느 날, 일 때문에 멀리 떠난 줄로만 알고 있던 아버지가 실은 스파이 누명을 쓰고 사형 선고를 받은 채 수감돼 있다는 사실을 알고 침울해 한다. 하지만 주위 사람들의 도움으로 아버지의 누명이 벗겨지고 다시 온 가족이 모여 행복한 생활을 하게 된다.
