一个扫烟囱的小男孩名叫汤姆，他失去双亲，被他的师父——格里姆雇用，整天在烟囱里爬上爬下，清扫烟尘。他受尽师父的虐待，仍然无忧无虑，十分快活。一天，他同师傅去哈索沃庄园扫烟囱，路上遇到了以穷苦妇女面目出现的仙女，仙女从此开始关心汤姆。

在哈特豪夫乡绅的大庄园里清扫烟囱时，小汤姆在黑黑的烟囱里迷了路，失足掉到庄园主的小女儿艾莉的卧室里。因为全身漆黑，形象怪异，艾莉吓得尖叫起来。汤姆在恐慌中跳下窗户夺路而逃。仆人们以为他是盗贼，都朝他追去。在仙女的暗中保护下，汤姆逃进森林，横越荒野，好不容易爬下悬崖甩掉追赶者，逃到温德尔一位老太太的村合里。仁慈的老太太款待了汤姆，给他端来食物，然后叫他去睡。由于汤姆一口气逃了10里路，早已疲惫不堪，发起了高烧。迷糊中好像听到教堂里响起了钟声，他就朝一条清澈的河走去。他脱下衣裤，跳进水里，不一会儿就在水里睡着了。他的躯体被淹没，但他并没有死，而是脱去了身上的污垢，变成一个身材小巧、不死的、两栖的水孩子。

他开始独自在水中生活，同水中的各种动物打交道，增长了见识。一天，他跟着鲑鱼群顺流而下，在途中帮助了一只大虾，因而看到了别的水孩子。其实，他们一直生活在小河里，只因汤姆难以克服人类的自私自利才看不见他们。汤姆同其他水孩子一起来到神奇的圣·布兰登岛，这是大海中的一座仙岛。那正是仙女和许多水孩子的住处。仙女委派艾莉（汤姆变成水孩子后的一天，艾莉在海边看到了水孩子汤姆的身影，她想看个仔细，不料脚下一滑，头撞到礁石上，受了致命伤。没过多久，艾莉也来到汤姆的海底世界，同样成了一个水孩子）做汤姆的老师，教他读书。

    汤姆渐渐改掉了许多坏毛病。在他变成一个好孩子之后，仙女对他说，如果他想成为一个男子汉，就必须出去闯世界：要找到格林姆，把他改造成一个好人。他要去的地方比世界尽头更远，他必须到闪光墙那里，通过永不打开的白色大门……汤姆决心到遥远的地方去寻找正在受难的师父。他历尽艰辛，游历了许多奇怪的国度，碰见过奇怪的人们，还见到了海洋生物的造物主——伟大的卡蕾母亲。汤姆完成了使命，他帮助师父悔改了过去的罪恶，同时他自己也成长为一个热爱真理、正直、勇敢的人，得到了奖赏：星期天同艾莉一起“回家”（也就是去天堂）。