Nainen toivoo omaa pienokaista ja saakin noidalta siemenen, josta kasvaa pienen pieni tyttö. Peukalon mittaisen tytön nimeksi tulee Peukalo-Liisa. Peukalo-Liisan sirous ja kauneus saattavat hänet pulaan, sillä ruma sammakko haluaa hänestä pojalleen vaimon ja kidnappaa tytön. Peukalo-Liisan onnistuu kuitenkin paeta ystävällisten kalojen avustuksella.
Peukalo-Liisan pakomatka on täynnä ihmeellisiä sattumuksia, pelottavia vaaranpaikkoja ja hyväntahtoisia auttajia. Matkallaan Peuko-Liisa kohtaa perhosia, turilaisia, peltohiiriä, myyriä sekä pääskysiä ja näkee uusia kaukaisia paikkoja. Minne Peukalo-Liisan tie lopulta vie?