L'histoire se déroule en Autriche, juste avant la Seconde Guerre mondiale, alors que l'Anschluss se profile. Maria, une jeune femme aspirant à devenir religieuse dans une abbaye de Salzbourg, est envoyée comme gouvernante auprès des sept enfants espiègles du capitaine Georg von Trapp, un veuf rigide. Malgré l'accueil hostile, Maria, par sa joie de vivre et l'enseignement du chant, gagne leur affection et transforme le foyer. Son approche peu conventionnelle perturbe les plans du capitaine, qui envisageait d'épouser une baronne. Alors que des sentiments inattendus commencent à éclore entre Maria et le capitaine, la baronne, jalouse, tente de les éloigner. Confrontée à ses propres émotions et encouragée par sa Mère supérieure, Maria doit faire un choix difficile : fuir ou embrasser son destin et son amour naissant pour le capitaine et sa famille.