Anne Shirley, una huérfana de 13 años, vive en servidumbre con la cruel familia Hammond en Nueva Escocia. Tras la muerte del Sr. Hammond, es enviada de regreso al orfanato y más tarde se entera de que ha sido adoptada por una familia en la Isla del Príncipe Eduardo. Al llegar al pequeño pueblo de Avonlea, es recibida en la estación de tren por el anciano Matthew Cuthbert, quien se sorprende al encontrarla allí. Matthew y su hermana, Marilla, habían solicitado un niño para ayudarles en su granja, Green Gables, pero Anne fue enviada por error.

Marilla pone a Anne "a prueba" antes de decidir si quedársela o enviarla de regreso. Poco después, Anne pierde los estribos con Rachel Lynde, amiga de Marilla y chismosa del pueblo, quien critica su apariencia y cabello rojo. Se niega a disculparse, prefiriendo regresar al orfanato, pero Matthew la convence de hacerlo. Rachel acepta la disculpa y sugiere a Marilla que Anne asista a un picnic de la escuela dominical para que pueda conocer a otros niños. En el picnic, Anne se convierte en amiga íntima de Diana Barry, que vive al otro lado del estanque. También conoce a Gilbert Blythe, quien muestra interés en ella.

Desafíos y amistades

En la escuela, Gilbert intenta llamar su atención burlándose de su cabello rojo y llamándola "Zanahorias", y ella, enojada, rompe una pizarra en su cabeza. Jura no perdonarlo y trata de salvar su herido orgullo tiñendo su cabello de negro, pero en su lugar se vuelve verde. Tras descubrir lo sucedido, Marilla decide que Anne se quedará en Green Gables.

Anne invita a Diana a una fiesta de té, donde accidentalmente sirve vino de grosella en lugar de cordial de frambuesa y emborracha a Diana. La Sra. Barry cree que fue intencional y prohíbe a las niñas verse de nuevo. Mientras tanto, la Srta. Muriel Stacey se convierte en la nueva maestra de la escuela de Avonlea. Quiere que Anne se una a una clase especial para estudiantes que planean tomar el examen de ingreso a la Academia Queen's en Charlottetown.

Desventuras y reconciliaciones

Mientras Marilla está ausente, Diana llega en pánico y le cuenta a Anne y Matthew que su hermanita Minnie May está enferma de crup. Anne trata a la niña con ipecacuana y salva su vida. La Sra. Barry está agradecida e invita a Anne a un baile navideño en Carmody. Anne ve a Gilbert en el baile pero no está dispuesta a hacerse amiga de él. También conoce a Josephine Barry, quien invita a Anne y Diana a visitar su mansión en Charlottetown, donde Anne toma el examen de ingreso a Queen's.

De regreso en Avonlea, Anne y sus amigos recrean "The Lady of Shalott" de Alfred Tennyson, con Anne interpretando el papel de Elaine, la doncella del lirio. Mientras flota río abajo, su bote se hunde, dejándola aferrada a un puente. Gilbert pasa remando y la rescata, luego le dice que han empatado en el primer lugar del examen. También le pide que lo perdone por lo que dijo antes e insiste en que quiere ser su amigo, pero Anne sigue dudando.

Decisiones y futuro

Anne se dirige a Charlottetown para continuar su educación en Queen's y obtener una licencia de maestra. Descubre que el graduado que obtiene la calificación más alta en literatura inglesa gana la beca Avery, $250 durante cuatro años, que planea usar para obtener un título en artes en Redmond College. Cuando llegan los resultados, es la ganadora de la beca. Al regresar a Avonlea, descubre que el padre de Gilbert no puede enviarlo a la universidad, así que enseñará en la escuela de Avonlea para ganarse la vida. Tras la muerte de Matthew, Marilla considera vender Green Gables ya que está perdiendo la vista y podría quedarse ciega. Sin embargo, Anne revela que ha rechazado la beca. En lugar de ir a Redmond, estudiará por correspondencia mientras enseña en Carmody. Marilla revela que el padre de Gilbert fue un antiguo pretendiente con el que discutió, y desea haberlo perdonado cuando tuvo la oportunidad. Más tarde, Gilbert explica que pidió a los administradores que dejaran a Anne tener la escuela de Avonlea y darle Carmody a él, para que Anne pueda quedarse en Green Gables y ayudar a Marilla. También tomará cursos por correspondencia y pide la ayuda de Anne para estudiar. Los dos amigos se reconcilian de una vez por todas y Gilbert acompaña a Anne a casa.