Tommy et Annika vivent avec leurs parents dans une petite ville. À côté de leur maison se trouve une maison inhabitée appelée Villa Villekulla. Un jour, une fille s'installe à Villa Villekulla avec un cheval et un singe, mais sans parents. Elle dit à Tommy et Annika qu'elle s'appelle Fifi Brindacier, que sa mère est au paradis et que son père est un roi local sur une île du Pacifique Sud. Miss Prysselius demande aux policiers Kling et Klang d'amener Fifi dans un orphelinat, mais ils ne peuvent pas la saisir, car c'est la fille la plus forte du monde.

Pippi mène Tommy et Annika à la recherche d'objets jetés. Pippi trouve une boîte de conserve rouillée et une bobine en bois, mais Tommy et Annika ne trouvent rien jusqu'à ce que Pippi leur indique où chercher. Dans l'après-midi, Pippi est invitée à un café chez Tommy et Annika. Lorsqu'elle arrive à la fête, elle enfreint immédiatement toutes les règles de l'étiquette, brise les choses et rend toutes les dames totalement choquées.

Pippi sort une poignée de pièces d'or de sa vieille valise et emmène Tommy et Annika faire du shopping. Dans une confiserie, Pippi achète presque toutes les sucreries qu'elle propose à la vente. À l'extérieur du magasin, de nombreux enfants se rassemblent et lorsque Fifi sort de la porte, elle leur donne à tous une abondance de bonbons. Elle amène également les enfants dans un magasin de jouets, où elle leur achète à tous des jouets.

Pippi emmène Tommy et Annika dans un paysage désolé au bord de la mer. Elle a fait des dragons sur des cordes pour chacun d'eux. Sur son propre dragon, elle place son singe, M. Nilsson, afin qu'il puisse découvrir ce que c'est que de voler comme un oiseau. Des dragons sur les cordes, les enfants ont l'idée de laisser Pippi jouer un dragon dans une grotte, qui poursuit Tommy et Annika. Pendant ce temps, M. Nilsson disparaît, ils doivent donc faire le tour à sa recherche.

Deux voleurs en fuite rendent visite à Fifi pour lui voler ses pièces d'or, mais quand elle leur dit que M. Nilsson dort dans l'autre pièce, ils prennent peur et s'enfuient, ne sachant pas que M. Nilsson n'est qu'un petit singe. Le soir, Pippi a invité Tommy et Annika à sa fête d'anniversaire. Elle les emmène au grenier, pour voir s'ils peuvent trouver des fantômes. Dans la nuit, les voleurs reviennent, mais ils ne peuvent pas maîtriser Pippi, la fille la plus forte du monde.

Une fête foraine itinérante visite la ville. Pippi essaie de nombreux amusements. Elle fait le meilleur score au stand de tir et à l'épreuve de force. Quand personne ne réussit à vaincre Adolf l'Homme Fort, Fifi monte sur scène et le renverse. Au charmeur de serpent, Pippi attrape l'un des pythons pendant la représentation, sans être attaqué par le serpent.

C'est deux jours avant le début des vacances de Noël, mais Fifi ne peut pas avoir de vacances car elle n'est pas élève. Pour y remédier, elle décide d'aller à l'école pour la première fois de sa vie. À l'école, elle trouve presque tout ridicule et enfreint toutes les règles. Lorsqu'elle joue dans la neige, les deux voleurs Dunder-Karlsson et Blom saisissent l'occasion de se faufiler dans la Villa Villekulla et de voler son sac avec des pièces d'or.

Fifi se prépare pour Noël. Elle prépare un grand nombre de biscuits au pain d'épice. Dans le grand arbre à l'extérieur de sa maison, elle a accroché beaucoup de cadeaux de Noël. La veille de Noël, elle est assise à sa fenêtre, regardant dans l'obscurité tous les cadeaux accrochés au sapin. Elle se sent seule et pense avec tristesse au fait de n'avoir personne à qui offrir les cadeaux.

Fifi a inventé un nouveau mot - foutre - mais elle ne sait pas ce que c'est. Avec Tommy et Annika, elle essaie de comprendre ce que pourrait être un foutre. Ils construisent un piège à Villa Villekulla au cas où ce serait une sorte de monstre. Mais ils ne croient pas beaucoup à cette hypothèse, alors ils sortent en ville pour savoir s'il y a autre chose qui pourrait être appelé un foutre.

Fifi répare la vieille montgolfière que son père a laissée dans le grenier de Villa Villakulla. Pendant ce temps, les deux voleurs Dunder-Karlsson et Blom volent son sac avec des pièces d'or. Mlle Prysselius voit Pippi, Tommy et Annika en l'air dans le ballon et ordonne aux policiers Kling et Klang de les arrêter. Les policiers se lancent à la poursuite du ballon et des deux voleurs, sans réussir à s'emparer d'aucun d'eux.

Miss Prysselius s'occupera de Tommy et Annika pendant quelques jours, pendant l'absence de leurs parents. Ils trouvent cela insupportable et demandent à Fifi quoi faire. Pippi suggère qu'ils s'enfuient ensemble dans un bateau à rames, fassent naufrage et s'échouent sur une île déserte. Le plan est exécuté, mais lorsqu'ils se réveillent le matin sur l'île, ils découvrent que leur bateau a disparu. Tommy et Annika commencent à désirer leurs parents et Pippi à son père.

Fifi présente Tommy et Annika à son père et aux marins de son voilier Hoppetossa. Elle partira avec lui et le navire le lendemain matin et invite tous les enfants de la ville à un grand festin d'adieu à la Villa Villekulla. Pendant la fête, Pippi et son père effectuent des épreuves de force, pour savoir qui est le plus fort. Tommy et Annika sont tristes d'avoir perdu Fifi, et elle admet ressentir la même chose, mais elle essaie de ne pas y penser.

Fifi embarque sur le voilier Hoppetossa de son père. Sur le quai, tous les enfants de la ville, les policiers Kling et Klang, Miss Prysselius et une fanfare sont réunis pour un salut d'adieu. Tommy et Annika sont assis par terre en train de pleurer. Fifi essaie de les consoler, mais en vain. Elle devient incertaine si elle doit vraiment partir avec son père, ou changer d'avis et rester avec ses amis.