很久很久以前，在欧洲中部的一个小王国里有一个富有的国王，在未来的三天里，王国将举办一个夏日的庆典活动来欢迎从大学放假归国的王子查尔斯。所有的人们都兴高采烈，因为王子到了成婚的年龄，他很有可能从自己的王国里选一位女子当自己的妻子。但是并非所有的人都那么高兴，在这里有一个不太高兴的年轻女孩，她的名字叫三姑娘，因为总是干粗重的脏活，她的衣裙上总是沾满灰尘，轻视她的人们都称她“灰姑娘”。
三姑娘和自己的继母以及两个同父异母的姐姐生活在一起，姐姐们像公主一样生活，穿漂亮的衣服，吃好东西，而三姑娘只能像仆人一样终日干活。姐姐们接到了参加王子晚宴的请柬，但三姑娘却没有。看到两个姐姐都是那样盼望着能够在舞会上见到查尔斯王子，心想着也许她们中哪个真的能够嫁入皇宫了。心情欠佳的她跑到附近的一个有山有水的地方，她把那个地方命名为“梦想”之谷，只有在这里她才能真正地开心起来。这时，一个衣衫破烂的老妇人从草丛边走到三姑娘身边，她自称托凯夫人，三姑娘知道她就是人们常提起的白天不常露面的奇怪老妇人。托凯夫人鼓励心情低落的三姑娘，说她是个漂亮的姑娘，三姑娘则说自己的梦想是嫁到王宫里去。
一日，王子查尔斯带着随从外出散步，来到了三姑娘的“梦想”之谷，他对自己的随从谈起了自己小时候碰到的一个5岁小女孩的悲伤的面孔，她的黑色的头发和眼睛令他至今难忘，不一会儿，三姑娘也来到了，查尔斯认出了她就是他小时候见过的小女孩，但三姑娘却把查尔斯王子当成了王宫里的厨师的儿子。
回到王宫，查尔斯想着和三姑娘的见面，他弹着钢琴唱起了思念的情歌。回到家，三姑娘也回想着和查尔斯的邂逅，她想着自己嫁入王宫成为厨师儿子妻子的梦想可能就要实现了。
又一日，查尔斯和三姑娘在“梦想”之谷再次碰面，查尔斯带了一张当晚王宫舞会的请柬并教她基本的舞步，三姑娘则把请柬当成纪念，因为她知道自己没有漂亮的裙子没办法参加舞会。
当晚，她伺候两个姐姐梳洗打扮完毕送她们出门，心情异常兴奋的二姑娘看到三姑娘衣衫褴褛的样子，随手将一条自己已不怎么喜欢的项链扔给了三姑娘，就快乐地出门去了。当三姑娘独自在家时，托凯夫人突然出现了，她送给她“借来”的白色晚礼服和漂亮的水晶鞋子，而送她的马车和车夫已经等在门外，托凯夫人嘱咐她要在午夜12点返回。
漂亮的三姑娘出现在王子的舞会上，她不仅穿上了白色晚礼服和水晶鞋子，还戴上了二姑娘丢给她的那条很普通的项链，但是和她的礼服搭配起来，项链显得是那么地耀眼，三姑娘显得是那么地高贵，所有的男士都争相和她共舞，王子查尔斯也看到了三姑娘，他告诉她自己是王子。但午夜已经临近，慌张的三姑娘在赶马车时掉了一只水晶鞋。
参加晚会的人没有一个认出三姑娘，他们谣传她是王子在上学时认识的一位法国公主，并且已经和王子订婚，三姑娘得知这样的消息十分难过，她在“梦想”之谷伤心难过时，王子带来了她遗失的水晶鞋，他们终于结成了夫妻。
嫁入了皇宫的三姑娘快乐而知足，她的善良和聪慧得到了王子和皇宫里每一个人的赏识，她也因为得到了这么多的爱而变得更加美丽。婚后不久，三姑娘和王子回娘家探望，许多村民挤过来看望他们心中善良美丽的三姑娘。二姑娘看到这么多人夸赞三姑娘，想到三姑娘是因为戴了自己的项链才变得美丽，才嫁给了王子，于是就向王子和村民们说：你们知道她原来是什么样子吗?她原来穿着破衣服，脸总是脏的，要不是我送给她的项链，她怎么可能变得这么漂亮?村民们反驳说：她原本就是个漂亮的姑娘，因为她的善良，在我们看来就更加漂亮了。二姑娘更加地不服气，她大喊着：你们这是自欺欺人，她明明很丑，你们却昧着良心说她漂亮。这时王子走过来对二姑娘说：其实舞会上并不是我第一次见到三姑娘，在那之前我就见到了穿着破衣服，脸很脏的她，但是我从她的眼睛里看到了善良，也看到了她的美丽，我从那时起就爱上了她。
村民们对二姑娘说：只有心灵美丽的人才是真正美丽的人，也许三姑娘在你眼里不漂亮，但她在我们心里是最漂亮的。我们并没有说谎，只是说了一句实话而已，这个你永远也不会懂。