夏日的一天，红发女孩玛丽（杉咲花配音）被送到阿姨夏洛特所在的乡间小屋度假。初来乍到，玛丽对周遭的一切还不那么适应，特别是调皮男孩彼得（神木隆之介配音）有意和她对着干，令玛丽实在高兴不起来。偶然一次的林间探险，玛丽见到了传说中的魔法之花“夜间飞行”，还找到了一柄破扫帚。偏偏这把魔法扫帚载着玛丽飞上天空，来到了专门培养魔法师的恩德学园。在这个神奇的所在，玛丽受到曼布勒切克女士（天海佑希配音）的殷勤接待，还邂逅了怪模怪样的D博士（小日向文世配音）。虽然女孩懵懵懂懂成为了魔法学员，可是他很快发现了这里所隐藏的秘密……本片根据改编自玛丽·斯图尔特的英国儿童文学小说改编，是米林宏昌离开吉卜力工作室后制作拍摄的第一部动画长片。

在宁静的乡间小村庄雷德伍德，住着一个11岁孤儿玛丽·史密斯。玛丽是一位充满好奇心的年轻女孩，梦想拥有自己的冒险。在一个阳光明媚的早晨，玛丽在林中漫步，偶然发现了一朵稀有而神秘的花朵——“夜行花”。

传说，“夜行花”拥有神奇的力量，能实现人的愿望。玛丽轻柔地摘下这朵花，并将它带回了自己的阁楼。然而，她不知道的是，这朵花与一个古老的诅咒有关，而这个诅咒即将给她带来意想不到的冒险。

第二天，玛丽在阁楼上发现了一把扫帚，她不由自主地跨上扫帚，踏上了神奇的旅程。扫帚载着她飞向天空，穿过云层，抵达了一座神秘的古老城堡——恩多魔法学院。

恩多魔法学院是一所古老而著名的魔法学校，由强大而神秘的魔法师曼布鲁克博士经营。玛丽惊讶地发现自己被学院录取，成为了一名学生。她遇到了众多才华横溢的巫师和女巫，包括才华横溢的彼得、害羞而博学的安娜贝尔，以及淘气的吉布。

在恩多魔法学院，玛丽开始学习魔法的奥秘。她发现自己拥有强大的魔力，但她也意识到魔法的力量必须谨慎使用。然而，玛丽的好奇心和冒险精神却让她卷入了一场危险的冒险。

曼布鲁克博士正在秘密地进行一项危险的实验，意图利用“夜行花”的力量来创造一个强大的魔药，统治世界。玛丽无意中发现了他的阴谋，并决心阻止他。

于是，玛丽与她的朋友们联手，共同对抗曼布鲁克博士。他们利用自己的魔法天赋，与曼布鲁克博士的黑暗势力展开了一场激烈的斗争。在战斗的过程中，玛丽发现了自己真正的力量和勇气。

随着冒险的深入，玛丽意识到“夜行花”的诅咒不仅影响着她，也影响着恩多魔法学院的所有人。如果她不能打破这个诅咒，学院和整个世界都将面临危险。

在最后的决战中，玛丽面对着强大的曼布鲁克博士，她的朋友们在旁协助。在激烈的魔法较量中，玛丽的内心力量爆发出来，她释放出强大的魔力，打破了诅咒，击败了曼布鲁克博士。

随着诅咒的解除，恩多魔法学院恢复了平静，而玛丽也回到了雷德伍德。但她永远不会忘记她在恩多魔法学院的经历，以及她所学到的魔法和友谊的珍贵。

电影以玛丽再次踏上旅程，继续她的冒险结束。这一次，她带着对魔法的深刻理解和改变世界的坚定决心。玛丽·史密斯不再是一个普通的孤儿，而是一位强大的女巫，拥有实现她梦想的力量。