1938年のオーストリア。修道院は、活発すぎる修道女マリアをもてあまし、彼女に別の世界を見せるためフォン・トラップ大佐の7人の子供たちの家庭教師へと派遣する。厳格な大佐は、愛妻を亡くした後、子供たちをまるで海軍のように統率していた。そこへやってきたマリアは、最初は子供たちにイタズラを仕掛けられたりするものの、彼女の音楽と温かさで子供たちの心をつかんでいく。当初、マリアを嫌っていた大佐も、彼女が教え込んだ子供たちの歌う声を聞き、不思議と心が開いていく。そして、次第にマリアに恋をするが、大佐にはお付き合いをしていたシュレーダー男爵令嬢の存在があった。自分の恋心に悩んだマリアは、修道院へ逃げ戻るが、恐れずに現実へと目を向け、再び大佐の元へと戻る。そして二人は結婚することになるが、やがてオーストリアはナチスの支配下に入り、ヒトラーの海軍への従軍を拒否した大佐は、国外脱出を計画する。ザルツブルク音楽祭に出演した後、家族は修道院の助けを借りてオーストリアを脱出し、スイスへと逃亡するのだった。