En 1988, Dottie Hinson asiste a la inauguración de la exposición All-American Girls Professional Baseball League en el Salón de la Fama del Béisbol. Allí ve a muchas antiguas compañeras de equipo y amigas, lo que le hace retroceder a 1943.

Cuando la Segunda Guerra Mundial amenaza con cerrar las Grandes Ligas de Béisbol, Walter Harvey, propietario de los Chicago Cubs, convence a otros propietarios para que financien una liga femenina. Ira Lowenstein se hace cargo. El cazatalentos Ernie Capadino asiste a un partido de softball de la liga industrial en Oregón y le gusta lo que ve en Dottie, la receptora de una lechería local. Es feliz con su vida mientras espera a que su marido Bob regrese de la guerra. Su hermana pequeña Kit, sin embargo, está desesperada por escapar y hacer algo por sí misma. Capadino no se deja impresionar por el bateo de Kit y se niega a evaluar su lanzamiento, pero acepta llevarla con ella si hace cambiar de opinión a Dottie. Dottie acepta por el bien de su hermana.

Dottie y Kit viajan al Harvey Field de Chicago para la prueba. Conocen a la bailarina de taxi Mae "All the Way Mae" Mordabito y a su mejor amiga, la portera Doris Murphy, la jardinera derecha de voz suave Evelyn Gardner, la jardinera izquierda analfabeta Shirley Baker, la lanzadora/paradora en corto y ex reina de la belleza Miss Georgia Ellen Sue Gotlander, la jardinera izquierda/lanzadora de relevo Betty "Spaghetti" Horn, la segunda base Marla Hooch, la primera base Helen Haley y la supersticiosa Alice "Skeeter" Gaspers. Ellas y otras cinco son seleccionadas para formar las Rockford Peaches, mientras que otras 48 forman las Racine Belles, las Kenosha Comets y las South Bend Blue Sox.

Los Peaches están dirigidos por Jimmy Dugan, ex bateador estrella de los Cubs y un cínico alcohólico. Al principio se toma todo el asunto a broma, lo que obliga a Dottie a asumir el liderazgo en el campo durante gran parte de la primera parte de la temporada. Dugan también es abrasivo con sus jugadores. El equipo viaja con Stillwell, el malcriado hijo de Evelyn, y la estirada señorita Cuthburt, acompañante del equipo. Con un fotógrafo de la revista Life en las gradas, Lowenstein ruega a las jugadoras que hagan algo espectacular, ya que la liga ha atraído poca atención. Dottie lo consigue y atrapa una pelota detrás del home plate mientras hace un split. La fotografía resultante aparece en la portada de la revista. Una campaña publicitaria atrae a más gente a los partidos, pero los propietarios siguen sin estar convencidos.

Los compañeros de equipo se unen. Marla se casa con un hombre llamado Nelson al que conoció en una estridente excursión y abandona el equipo durante el resto de la temporada, Mae enseña a leer a Shirley y Evelyn compone una canción del equipo. Cuando Dottie se convierte en la imagen de la liga, Kit se resiente y su rivalidad entre hermanas se intensifica, lo que provoca el traspaso de Kit a las Racine Belles.

Los Peaches terminan la temporada con el mejor récord de la liga y se clasifican para las Series Mundiales. Jimmy le entrega a Betty un telegrama informándole de que su marido ha muerto en combate en el Teatro del Pacífico. Desconsolada, abandona el equipo. Esa noche, Dottie recibe una sorpresa cuando aparece Bob, herido y licenciado del ejército. Jimmy descubre que Dottie se va a casa con Bob. Incapaz de persuadirla para que juegue en las Series Mundiales, le dice que se arrepentirá de su decisión.

Las Peaches se enfrentan a las Belles en las Series Mundiales, que duran siete partidos. Dottie se reincorpora a las Peaches en el séptimo partido, mientras que Kit es la lanzadora titular de las Belles. Con las Belles ganando por una carrera en la parte alta del noveno partido, Dottie consigue la carrera de la victoria. Kit está angustiada, pero tiene una segunda oportunidad cuando viene a batear con dos outs en la parte baja de la novena. Consigue un hit y, haciendo caso omiso de la señal del entrenador de la tercera base para que se detuviera, anota la carrera de la victoria derribando a su hermana en el plato y desalojando la pelota de la mano de Dottie.

El público convence a Harvey para que apoye a Lowenstein. Después del partido, las hermanas se reconcilian antes de que Dottie se marche con Bob.

En el presente, Dottie se reúne con los demás jugadores, incluido Kit, así como con Capadino y Lowenstein, pero se entera por un Stillwell más viejo de que Evelyn ha muerto. Se revela que Bob y Dugan también han muerto. Los Peaches supervivientes cantan la canción del equipo de Evelyn y posan para una foto. Durante los créditos finales, juegan al béisbol en el Doubleday Field.