Главная героиня фильма «Маленькая мисс Дулиттл» – Лилиан Сьюзвинд, одиннадцатилетняя рыжеволосая девочка обладающая невероятным даром – умением понимать и разговаривать с животными. О необычной способности девочки знают только родители и бабушка, которые всеми способами пытаются скрыть эту тайну, дабы не привлекать внимание жителей маленького городка. Этот дар не раз становился проблемой и недоразумением для всей семьи, на что Лилли дает обещание своей родне больше никогда не разговаривать с животными, кроме единственного друга пса по имени Бонсай.

Чтобы тайна Лилли вновь не приобрела огласки, семейство Сьюзвинд решает в очередной раз переехать в другой город. Лилли не по душе такое решение, поскольку ей снова придется привыкать к новой обстановке, дому и искать друзей. Но после переезда девочка знакомиться со сверстниками и понимает, что может им доверять, так как они умеют хранить тайны.

Вскоре в маленьком городке происходят странные вещи, связанные с исчезновением животных из местного зоопарка. Узнав об исчезновении маленького слоненка Ронни, дети решают всеми способами помочь сотрудникам зоопарка разыскать его. Именно в этой ситуации понадобиться необычный талант Лиллиан, который и станет спасением для всех животных.