在一个古老的村落中，住着一位渴望成为母亲的女士。她向一位魔法师寻求帮助，魔法师赠予她一颗神奇的种子，并告诉她：“将这颗种子埋入泥土，你的愿望就会实现。”女士按照指示种下种子，不久，一朵美丽的郁金香花苞便绽放了。
“多么迷人的花苞啊！”女士忍不住亲吻了花苞，花苞随即展开，露出了一个小巧玲珑的女孩。她虽然只有拇指大小，却美丽无比，于是被命名为“拇指娃娃”。
白日里，拇指娃娃把桌上的盘子当成湖泊，用花瓣做成小船嬉戏。夜晚，她便在由胡桃壳制成的摇篮中甜甜入睡。
一晚，一只贪婪的蟾蜍闯入了家中，一眼看中了拇指娃娃，便想把她带回去作为儿子的新娘。蟾蜍偷偷地将拇指娃娃连同摇篮一起带走。
当拇指娃娃醒来，发现自己漂浮在莲叶之上，她惊恐万分。得知自己将成为蟾蜍之妻，她更是悲伤地哭泣起来。
“太可怜了，我们得救救她！”小鱼们听说了拇指娃娃的遭遇，纷纷表示同情。它们齐心协力地咬断莲叶，让拇指娃娃得以逃脱。“谢谢你们！”她感激地说。
拇指娃娃在河面上飘荡。这时，一位好心的蝴蝶小姐出现了，她说：“让我来帮忙！”蝴蝶小姐用丝带将拇指娃娃乘坐的莲叶拉到了岸边。
但就在这时，一只金龟子突然出现，将拇指娃娃抓走了。拇指娃娃刚从蟾蜍手中逃脱，却又落入了金龟子的掌握。
金龟子带着她飞到森林中的一棵大树上，得意地向伙伴们炫耀：“看，我找到了一个可爱的小女孩！”但金龟子的伙伴们却嘲笑道：“她只有两条腿，没有胡子，真是太难看了！”因此，金龟子们都不喜欢她，把她丢在森林里，自己逃之夭夭。
拇指娃娃孤独地在森林中生活，以花蜜为食，以花叶为床，以露水解渴。然而，随着冬天的到来，天空飘起了雪花，花草凋零，拇指娃娃找不到食物，只能用枯叶遮体，却仍旧冷得瑟瑟发抖。
饥寒交迫的拇指娃娃在森林中徘徊，她心想：“好冷啊，肚子也饿了，这样下去我会饿死的！”她边颤抖边在雪地中前行，最终，她找到了一间野鼠婆婆的小屋。
野鼠婆婆看到拇指娃娃，心生怜悯，说：“真是太可怜了，快来吃点东西吧！”于是，拇指娃娃便在野鼠婆婆的家中安了家，帮忙做家务，过上了幸福的生活。
直到有一天，拇指娃娃发现了一只受伤的燕子。她用枯草编织成毯子，塞满棉花，为燕子保暖，并用花瓣收集露水，照顾这只可怜的小生命。