W letnie popołudnie Maryla Cuthbert rozmawia z Małgorzatą Linde. Ku zdumieniu Małgorzaty Maryla oświadcza, że jej brat – Mateusz – właśnie pojechał na dworzec, by odebrać osieroconego chłopca, którego zdecydowali się zaadoptować. Małgorzata sceptycznie odnosi się do tego pomysłu, ale życzy sąsiadce powodzenia i z zamiarem rozpowiedzenia mieszkańcom pobliskich domostw tej wiadomości, udaje się w dalszą drogę.
Tymczasem na dworcu Mateusza czeka niespodzianka. Zamiast chłopca oczekuje go chuda, rudowłosa dziewczynka. Rezolutna jedenastolatka oczarowała Mateusza już w drodze do domu, gdy podziwiając uroki miejscowej przyrody, nadawała poszczególnym jej elementom wymyślne nazwy. Po przybyciu do domu Ania musiała zmierzyć się z nieprzychylną reakcją Maryli. Kobieta nie chciała zatrzymać dziewczynki, wolała chłopca, który mógłby pomagać w gospodarstwie. Za Anią wstawiał się Mateusz, ale Maryla była nieprzejednana.
O poranku Ania pojechała z Marylą do Białych Pisaków, aby wyjaśnić nieporozumienie. W drodze opowiedziała kobiecie swoją historie. Gdy Maryla usłyszała wzruszającą opowieść dziewczynki, zmiękło jej serce i parę chwil później, kiedy miała już oddać Anię pani Blewett. postanowiła, że Ania zamieszka z nimi na Zielonym Wzgórzu. Zachwycona dziewczynka zasypała Marylę podziękowaniami i obietnicami dobrego sprawowania. Od tej chwili Maryla starała się wychowywać Anię – utemperować jej wybuchowy temperament, bujną wyobraźnię i ciągłe gadulstwo.
Jednak już kolejnego dnia doszło do awantury u Małgorzaty Linde. Gdy nazwała ona Anię „chudym i nędznym stworzeniem”, oburzona dziewczynka w histerii obraziła sąsiadkę. Zirytowana Maryla nakazała Ani przeprosić przyjaciółkę. Początkowo niewzruszona poleceniem dziewczynka odmówiła, ale wkrótce udała się do Małgorzaty i wygłosiła pełną skruchy przemowę. Maryla, mimo swojej oschłości, nie mogła pozostać niewzruszona wysłuchując zabawnych relacji Ani z pobytu w szkółce niedzielnej, obserwując jej przedziwny tok myślenia.
Dziewczynka wkrótce poznała Dianę i zawarła z nią przymierze wiecznej przyjaźni. Maryla, urzeczona szczerością i wdziękiem Ani, wyznała Mateuszowi, że nie wyobraża już sobie domu bez jej obecności. Gdy Ania przyniosła wieści o organizowanym przez Dianę pikniku, Maryla od razu zgodziła się pomóc jej w przygotowaniach. Udział Ani w pikniku stanął pod znakiem zapytania, kiedy zginęła ametystowa broszka Maryli. Będąc pewną, że Ania zawieruszyła ją podczas zabawy, Maryla zabronił jej pójścia do Diany, jeśli się nie przyzna. Kiedy Ania wyznała, ze broszka wpadła do jeziora, rozgniewana Maryla zabroniła jej udziału w pikniku. Wieczorem okazało się ze broszka leży w koszu z szalami, a Ania początkowo mówiła prawdę, skłamała po to, aby wziąć udział w pikniku. Maryla przyznała bratu, ze popełnia jeszcze błędy w wychowaniu dziewczynki, która często pakowała się w kłopoty.
Już pierwszego dnia pobytu w szkole Ania roztrzaskała tabliczkę na głowie Gilberta, szkolnego kolegi, który dokuczał jej z powodu rudych włosów. Upokorzona dodatkowo przez pana Philipsa, dziewczynka postanowiła nigdy nie wrócić do szkoły. Maryla musiała radzić się Pani Linde, aby podjąć właściwą decyzję. Zanim zdążyła to zrobić, Ania wpakowała się w nowe tarapaty. Podczas podwieczorku w domu Cuthbertów Ania przez pomyłkę podała Dianie wino zamiast soku malinowego. Mama Diany zabroniła jej spotkań z Anią. Przyjaciółki ciężko przeżyły „rozłąkę na wieki”. Ania postanowiła wrócić do szkoły, by móc choćby tam widywać Dianę. Dzieci ucieszyły się z powrotu radosnej dziewczynki, która wkrótce stała się, obok Gilberta, najlepszą uczennicą w klasie. Trudności sprawiała jej tylko geometria.
Ania i Diana mogły znów cieszyć się swoją przyjaźnią, kiedy Ania uratowała jej młodszą siostrę od śmierci z powodu kokluszu. Nie popisała się jednak podczas wizyty nowego pastora i jego żony, do której z wielkim zaangażowaniem przygotowywała się z Marylą. Do ciastek przez pomyłkę dodała kropli walerianowych zamiast wanilii. Pani Allan tak polubiła Anię, że zaprosiła ją do siebie.
Dziewczynka wkrótce znów wpadła w kłopoty. Podczas zabawy z chłopcami w tzw. wyszywankę, broniąc honoru dziewcząt, zdecydowała się przejść po krawędzi dachu. Po kilku krokach spadła na ziemię i skręciła nogę. Przez pewien czas Ania musiała zostać w domu. Odwiedziła ją Diana opowiadając o nowej nauczycielce, pannie Stacy, która podbiła serca uczennic. Ania pokochała nauczycielkę, w której odnalazła bratnią duszę. Kolejną radością, jaka ją spotkała, był gwiazdkowy prezent od Mateusza – sukienka z bufiastymi rękawami, o jakiej zawsze marzyła.
Ania odkryła w sobie talent literacki, początkowo tylko z Dianą dzieliła się napisanymi przez siebie romansami. Kolejną katastrofą było dla Ania niefortunne przefarbowanie sobie włosów – upragnionym kasztanowy okazała się być zielony. Kolejnego dnia dziewczynki bawiły się w odgrywanie jednego ze znanych romansów. Ania chcąc realistycznie odegrać swoją rolę, położyła się w łódce i popchnięta przez koleżanki płynęła przez jezioro. Prąd okazał się tak silny, że Ania nie mogla zatrzymać łódki. Pomógł jej największy wróg, znienawidzony Gilbert.
Następną przygodą Ani był wyjazd z Dianą do jej ciotki mieszkającej w mieście. Dziewczynki wzięły udział w koncercie i poszły na wystawę. Po powrocie czekała ją miła niespodzianka. Maryla i Mateusz pozytywnie odpowiedzieli na propozycję panny Stacy, by Ania mogła uczestniczyć w dodatkowych lekcjach przygotowujących do egzaminu do seminarium. W czasie wakacji Ania odpoczywała i dojrzewała. Zdała egzaminy najlepiej ze wszystkich kandydatów. Potem wraz z przyjaciółmi udała się koncert w hotelu w Białych Piaskach. Niespodziewania poproszono ją o deklamację – wzbudziła zachwyt zebranej publiczności.
Na Zielonym Wzgórzu trwały przygotowania do wyjazdu Ani do seminarium. Po roku pilnej nauki Ania otrzymała stypendium i z radością wrócił na Zielone Wzgórze. Niestety powrót do domu okazał się tragiczny. W czasie pracy w stajni zmarł Matusz. Załamana Ania długo przeżywała śmierć ukochanego opiekuna. Opiekowała się też podupadającą na zdrowiu Marylą i pilnowała gospodarstwa. Wreszcie nastał kres rywalizacji i gniewu na Gilberta. Chłopak zrzekł się on na rzec Ani posady w szkole w Avonlea, dzięki czemu bohaterka mogła nadal pomagać Maryli, a Zielone Wzgórze nie zostało sprzedane. Ten gest stał się początkiem przyjaźni między Anią i Gilbertem.