Główną bohaterką powieści jest Matylda – niezwykle mądra i błyskotliwa dziewczynka, która jednak urodziła się w rodzinie niezbyt ceniącej rozwój i wiedzę. Jej rodzice nie mieli nawet pojęcia, że ich córka każdy poranek spędza w bibliotece. Sześciolatka sama nauczyła się czytać, trenując na artykułach prasowych. Jedyną książką w domu jej rodziny była książka kucharska.
Ojciec Matyldy prowadził komis samochodowy – niestety w niezbyt uczciwy sposób. Mama natomiast nie pracowała i większość czasu spędzała na grach towarzyskich. Matylda miała także starszego brata, który jednak bardzo rzadko bywał w domu.
Zapał Matyldy do nauki budził podziw w bibliotekarce – pani Nowelce. To ona pomagała znaleźć bohaterce odpowiednie lektury, nie tylko te dedykowane dzieciom. Kiedy Matylda przynosiła książki do domu, rodzice robili jej z tego powodu wyrzuty – uważali bowiem, że córka marnuje cenny czas. Mając tego dosyć, dziewczyna często robiła im różne psikusy.
Bohaterka posiadała także wybitne zdolności matematyczne. Gdy jednak próbowała się nimi pochwalić w domu, rodzice za każdym razem uważali ją za oszustkę i nie dowierzali jej umiejętnościom. Tym bardziej cieszyła się na moment, w którym zacznie chodzić do szkoły. Niestety została oddana w ręce surowej dyrektorki, która zresztą była klientką jej ojca. Złe traktowanie dzieci przez kobietę zmotywowało Matyldę do wykorzystania swoich umiejętności w magiczny sposób – nauczyła się np. przesuwać przedmioty siłą umysłu. Poznała również smutną historię panny Honey, związaną z okrucieństwem i bezdusznością dyrektorki. Matylda postanowiła dać jej nauczkę w kwestii traktowania innych. Napisała wzrokiem bardzo nieprzyjemny list, po przeczytaniu którego pani Trunchbal uciekła z miasta.
Niedługo potem okazuje się, że rodzice bohaterki mają poważne problemy (jej ojciec okazuje się oszustem) i chcą na zawsze wysłać córkę do Hiszpanii. Dziewczynka postarała się o to, by adoptowała ją ulubiona nauczycielka. Tak też się dzieje, a rodzice Matyldy sami wyjeżdżają. Dopiero w momencie wyjazdu zrozumieli, że mają genialne dziecko i żałują, że nie potrafili poświęcić jej wystarczającej uwagi.