Heidi (Adelheid) ist ein fünfjähriges Waisenmädchen, das nach dem Tod der Eltern bei ihrer Tante Dete aufwächst. Als diese eine Stellung in Frankfurt am Main annimmt, bringt sie das Kind zu seinem mürrischen Großvater auf die Alp nahe Maienfeld. Dieser ist zunächst nicht glücklich darüber, gewinnt Heidi aber zunehmend lieb. Heidi verbringt glückliche und unbeschwerte Tage mit ihrem Großvater und dem Geißenpeter, der die Ziegen des Dorfes hütet.

Eines Tages taucht Tante Dete wieder auf der Alp auf und nimmt die nun achtjährige Heidi unter einem Vorwand nach Frankfurt am Main mit. Dort soll sie der im Rollstuhl sitzenden Clara Sesemann, Tochter eines reichen Kaufmanns, Gesellschaft leisten und selbst Lesen (lernt sie durch das Buch Grimms Märchen), Schreiben und Rechnen lernen. Heidi freundet sich mit der zwölfjährigen Clara an und muntert sie auf. Die strenge Haushälterin Fräulein Rottenmeier mag Heidi jedoch weniger. Nur durch die Ankunft der Großmutter von Clara sowie zuvor von Herrn Sesemann erträgt Heidi das Leben in Frankfurt am Main.

Weil Heidi die Natur und insbesondere ihren Großvater vermisst, ist sie in der Großstadt unglücklich. Sie leidet so sehr an Heimweh, dass sie darüber krank wird und zu schlafwandeln beginnt. Daraufhin darf sie, nach der Diagnose des Geheimrats, zurück zu ihrem Großvater in die Berge. Zum Abschied nimmt sie ihrer Freundin Clara das Versprechen ab, dass diese im folgenden Sommer nachkommt. Der Diener Sebastian bringt sie zurück auf die Alm. Claras späterer Aufenthalt auf der Alp, der Zuspruch Heidis und die Natur verbessern ihren Gesundheitszustand so sehr, dass sie gehen lernt.