プリンス・エドワード島に住むマシューとマリラの老兄妹は、男の子を養子にしようとするが、手違いでやって来たのは赤毛の少女アンだった。施設に戻さず「試験期間」を置こうとマリラが提案した矢先、アンは隣人のレイチェルと問題を起こし、自分をからかった男子生徒の頭に石板を叩きつける。そんな中、アンはダイアナと知り合い2人は「心の友」となる。だが、彼女を家へ招いたアンは、ジュースと間違えて酒をふるまってしまう。

親友のダイアナを酔わせてしまったアンは、彼女の母親から一緒に遊ぶことを禁止される。だがある晩、ダイアナの両親が留守中に妹が急病にかかり、彼女は助けを求めてアンの家へ駆けつける。一方、新任の教師ステーシーはアンの才能を伸ばすため、大学への進学を勧める。その冬のクリスマス、アンは念願のパフスリーブのドレスを着てパーティーに出席するが、なぜかギルバートはアンを露骨に無視し、ダンスに誘おうともしない。

アヴォンリーで教師をするアンは、作家としての一歩も踏み出す。だが周りはみな結婚の話ばかりで、親友のダイアナも婚約してしまう。取り残された寂しさを感じながらもアンはギルバートからの求婚を断り、彼を傷つけてしまう。アンは、かつての担任ステーシーの勧めで新天地キングスポートへ向かい、名門女子校の教師になる。だがそこでは排他的なプリングルの一族が幅を利かしていて、アンは生徒や町の人々からの嫌がらせに奮闘することになる。

キングスポートの名門女子校で教師を務めるアン。学校を辞めたエメラインのために、彼女の祖母ハリス夫人の家を訪ね、家庭教師を引き受ける。学校では予算不足解消のため、アンの演出で生徒が演劇をして、寄付金を集めることが決まる。だが、上演当日、主演の生徒から突然、病気で休むという連絡が入る。アンは、ギルバートからほかの女性と結婚すると聞かされ、一方でエメラインの父、富豪モーガン･ハリスから結婚を申し込まれる。

アンとギルバートは、自分たちの可能性を試すため、ニューヨークへ旅立つ。だが大都市で失望し、打ちのめされた二人は、故郷のプリンス・エドワード島へ戻る。しかしそこでは、戦争が現実のものとなっていた。アンと結婚したギルバートは軍医を志願し出兵するが、行方不明になる。アンは、彼を捜し求めて戦地へ向かう。そこで再会したのは、かつてニューヨークでアンの著作を横取りしたジャックだった。アンは彼から赤ん坊を託されるが・・・。

戦地でアンは、親友ダイアナの夫であるフレッドと再会する。しかし、ギルバートの足取りはつかめない。次に向かったロンドンで、作家ジャックとは旧知の仲だという編集長キーガンから、自分の新聞社で働くよう勧められる。しかし部署の先輩モードは、キーガンを信用するなと忠告する。預かっているジャックの子供の身の危険を案じながらドイツへ向かう途中、アンはスパイと疑われ、その子を取り上げられてしまう。

【前編】作家として成功したアンは、グリーン・ゲイブルスを久しぶりに訪れ、マリラの部屋で、隠されていた手紙の束を偶然見つける。それは、生き別れになっていた、アンの父からの手紙だった。手紙を読みながら、彼女はアヴォンリーに来る前の自分を思い返す。

【後編】不幸な事故で母を失い、父からも見放され、あげくの果てに救貧院へ送られた悲しい少女時代・・・。そしてアンは、40年以上の時を経て、父の手紙に返事を出すことに。それからも父からの連絡がなく、落ち込むアン。しかしそれには理由があったことが分かる。