Reynie Muldoon, une orpheline au grand cœur et aux dons exceptionnels, participe à un concours pour remporter une bourse d'études à la prestigieuse Académie Boatwright. Au cours d'une série d'épreuves éprouvantes, Reynie s'allie à deux autres orphelines aux talents exceptionnels, Sticky Washington et Kate Wetherall. Ensemble, elles surmontent les obstacles qui se dressent sur leur chemin. Les enfants font la connaissance d'une quatrième orpheline surdouée, Constance Contraire, et enfin de l'énigmatique M.