El argumento del libro trata de un joven muchacho, Nils Holgersson, «cuyo mayor gusto era comer y dormir, y después le gustaba hacer travesuras». Disfruta molestando a los animales de la granja de su familia. Mientras sus padres están en la iglesia y le han dejado en casa para que se memorice capítulos de la Biblia, Nils captura un duende con una red. El duende le propone a Nils que si lo libera le dará una gran moneda de oro. Nils rechaza la oferta y el duende le castiga, convirtiendo en duende al propio Nils, aunque al mismo tiempo le concede el don de poder hablar con los animales, quienes están encantados de ver al muchacho reducido a su tamaño y están deseosos de vengarse. Mientras ocurre esto, un grupo de gansos salvajes vuelan sobre la granja en una de sus migraciones, y Martín, uno de los gansos domésticos de los padres de Nils, se une a ellos. En un intento de rescatar algo antes de que su familia regrese, Nils se agarra fuerte al cuello del pájaro cuando este logra despegar con éxito para unirse a las aves salvajes. Los gansos salvajes, que al principio no están de acuerdo con llevar con ellos a un niño y un ganso doméstico, al final lo llevan a un intrépido viaje a través de todas las provincias históricas de Suecia, observando sus características naturales y recursos económicos. Al mismo tiempo, los personajes y las situaciones que encuentra hacen de él un hombre: el ganso doméstico debe probar su capacidad para volar como los experimentados gansos salvajes, y Nils necesita demostrar a los gansos que él sería un compañero útil, a pesar de sus reparos iniciales. Durante el viaje, Nils aprende que si demuestra que ha cambiado para mejor, el duende podría estar dispuesto a devolverle su tamaño original.
