Nils Holgersson mieszka z rodzicami, jest leniem i łobuziakiem - nie pomaga w domu, nie słucha rodziców i dokucza zwierzętom. Pewnego dnia chłopiec nie idzie z rodzicami do Kościoła. Zamiast przeczytać zaznaczony przez ojca fragment z Biblii, Nils obmyśla, jaki figiel mógłby znowu spłatać. Niespodziewanie znajduje w domu krasnoludka i zaczyna mu dokuczać. Krasnoludek zmienia go więc w człowieczka własnego wzrostu. W zasięgu jego mocy znalazł się także Okruszek - chomik Nilsa.
Nils zaczyna rozumieć mowę zwierząt. Wszyskie zwierzęta w obejciu Holgerssonów zaczynają wypominać chłopcu jego złe zachowanie.
Nad gospodarstwem przelatuje stado dzikich gęsi ze starą i sławną z powodu swej madrości Akką. Biały gąsior - Marcin - podrywa się do lotu, by towarzyszyć dzikim gęsiom w drodze do Laponii. Nils i Okruszek uczepiają się sznurka oplatającego szyję Marcina i wyruszają z nim w długą, wspaniałą podróż.

Nils zmienia się - wykorzystuje swój spryt i mądrość człowieka, by ratować gęsi z opresjii - broni ich wielokrotnie przed podążającym za nimi lisem Bataki. Jest pośrednikiem między ludźmi i zwierzętami - udaje mu się wielokrotnie pomóc zarówno ludziom jak i zwierzętom w potrzebie. Poznaje kraj rodzinny i jego różnorodność. Tęskni jednak za domem. W końcy krasnoludek, który go zaczarował obiecuje, że Nils na powrót stanie się człowiekiem, jeśli przyprowadzi Marcina do domu na odpust w dniu św. Marcina, by jego rodzice mogli zrobić z niego pieczeń. Nils wypełnia zadanie i udaje mu się uchronić gąsiora przed śmiercią. Równocześnie odzyskuje ludzką postać.