电影讲述了1938年，年轻的见习修女玛利亚到退役的海军上校特拉普家中做家庭教师，以童心对童心，让孩子们充分在大自然的美景中陶冶性情，上校也被她所感染。电影用音乐这个纽带贯穿了全文，譬如修女玛利亚用音乐打开七个小孩封闭的内心……玛利亚用音乐作为桥梁将七个孩子与父亲的关系得以缓解等等。
玛利亚走了之后，男爵夫人用尽办法讨孩子们的欢心都没有成效。玛利亚向院长坦白了她对上校的爱情和对生活的不知所措，院长告诉她要鼓起勇气找到自己的真爱。于是，玛利亚回到冯·特拉普家里。 玛利亚回来之后，男爵夫人发现她已经无法挽回玛利亚和上校之间的感情，便主动退出了婚约，上校和玛利亚互诉衷肠，很快地，他们就结婚了。
可惜，他们的生活并没有从此就永远幸福快乐。当他们还在度蜜月的时候，德国纳粹占领了奥地利。上校和玛利亚不同意在自己家挂纳粹国旗，但当他们不在的时候，负责照顾孩子们的麦克叔叔帮他们注册参加了萨尔茨堡音乐节。上校一回到家里，就接到了纳粹发来的电报，要他立即到纳粹海军报道。一向痛恨纳粹的上校决定带领全家人离开奥地利。
为了摆脱纳粹的监视，他们来到了会场，演出了孩子们准备好的歌曲。在这时，上校和玛利亚演唱了《雪绒花》，歌曲里对祖国奥地利的热爱之情浓郁深厚，不顾旁边持枪的纳粹守卫，在场的观众也跟着上校一起唱完了《雪绒花》。
演出之后，趁着颁奖的时候上校一家人借着音乐的掩护逃离演出现场，纳粹尾随一路追到修道院里，修女们拔掉了纳粹汽车的电动机，上校一家借机脱身。然后他们翻过阿尔卑斯山，离开了奥地利。
《音乐之声》这部欢声笑语的喜剧片反映的是严肃、深刻、崇高的人道主义内涵，也表达了奥地利人民反侵略的正义心声和不畏强暴的必胜信念。影片中天性自由，不受繁文缛节约束的美丽修女玛利亚，迷人的阿尔卑斯山、清澈的湖泊、明媚的气候、雅致的别墅，七个活泼可爱的孩子，以及反纳粹、追求自由的勇气，积极的生活态度，深深打动了世界各地人们的心，激励和鼓舞了一代又一代的人。
