Matilda Wormwood (Mara Wilson) é uma menina brilhante de seis anos que cresceu com pais rudes e ignorantes. Seu pai Harry (Danny DeVito) trabalha como vendedor de carros, enquanto sua mãe Zinnia (Rhea Perlman) é uma dona de casa. Ambos ignoram a filha, a ponto de esquecerem de matriculá-la na escola. Então Matilda está sempre em casa ou na livraria, onde ela costuma atirar sua imaginação. Depois de uma série de eventos estranhos em casa, quando Matilda descobre que ela tem poderes mágicos, Harry decide mandá-la para a escola. O local é controlado com mão de ferro pela diretora Agatha Trunchbull (Pam Ferris), que faz Matilda sentar ao lado da professora Honey (Embeth Davidtz), que tenta ajudá-la o máximo possível.