Tokyo, au début des années 1940. Tetsuko, que tout le monde appelle Totto-chan, est une petite fille curieuse et pleine de vie qui mène la vie dure à son institutrice. Lassée par ses frasques, celle-ci finit par la renvoyer. Les parents de la fillette décident alors de l'inscrire à Tomoe, une école pas comme les autres où de vieux wagons font office de salles de classe. Le directeur de l'établissement met l'accent sur l'indépendance et la créativité des enfants. Tandis que la Japon s'enfonce inexorablement dans la guerre, Totto-chan découvre que les petites expériences de la vie sont en réalité bien plus importantes que les leçons...