瑪蒂爾達（瑪拉·威爾遜飾）的父母哈里（丹尼·德維托飾）與澤尼亞（雷亞·普爾曼飾）沉迷于賭博與投機，卻意外誕下天賦異稟的女兒。當瑪蒂爾達主動要求入學時，這對忽視教育的父母將她送入康琴小學。校長特拉齊布爾小姐（帕姆·費里斯飾）以鉛球運動員的暴力手段管理學生，與溫柔耐心的一年級教師漢尼小姐（艾伯絲·戴維茲飾）形成鮮明對比。察覺到漢尼小姐隱忍的困境后，瑪蒂爾達發現校長長期霸占教師遺產導致其生活困頓。憑借超自然能力，瑪蒂爾達精心策劃了一系列惡作劇揭露真相，最終迫使特拉齊布爾小姐逃離學校。漢尼小姐得以重獲自由與財產后，成為瑪蒂爾達的法定監護人。