Maria, une jeune novice de l'abbaye de Salzbourg, rêve de devenir nonne. Régulièrement, lorsqu'elle sort se promener, inspirée par la nature, elle laisse libre cours à son imagination, en oubliant les heures qui passent. La mère supérieure, soucieuse de sa vocation, décide de l'envoyer comme gouvernante chez le baron von Trapp, un ancien officier de marine, veuf et père de sept enfants. Elle est certaine que Maria saura se rendre utile dans cette famille nombreuse. Mais le baron, qui impose une discipline de fer à son petit monde, se montre particulièrement odieux envers les gouvernantes qui se succèdent sous son toit. Maria doit désormais s'adapter à sa nouvelle existence.