Flo Robinson è una bambina di nove anni che vive a Berna con la sua famiglia, composta dal padre Ernst, dalla madre Anna, dal fratello maggiore Franz e da quello più piccolo Jack. Ernst è un abile medico, ma soprattutto è un uomo intelligente ed ingegnoso. Un giorno riceve una lettera dal dottor Elliott, un amico che vive in Australia, che lo invita a recarsi in quella terra lontana per esercitare là la sua professione. Ernst sente l'esigenza di andare dove ci sia realmente necessità della sua opera. Adesso spetta alla sua famiglia decidere. Flo è molto entusiasta all'idea di partire. Franz, che sogna di diventare un compositore, vorrebbe invece trasferirsi in Austria.

Il dottor Ernst, dopo un intenso consulto con la famiglia, decide di accettare l'invito e di partire immediatamente per l'Australia con tutti i suoi familiari. Soltanto Marie, la governante, non può partire per motivi personali e questo distacco peserà molto a Flo, che continuerà a pensare a lei con nostalgia e a sognarla spesso. Inizialmente anche Franz era intenzionato a non partire pur di rimanere a Berna a concludere i suoi studi ma, nel vedere la famiglia salpare in nave, la nostalgia famigliare si fa sentire e il ragazzo non resiste raggiungendoli di corsa sul veliero in partenza.

La famiglia Robinson, dopo un viaggio sul Reno farà scalo a Rotterdam. La piccola Flo, dopo essere stata avvicinata da un presunto compositore che le ha fatto dei bellissimi complimenti sulla sua voce, inizia a ripensare all'idea di andare in Australia per coronare il suo sogno di diventare una cantante. Ragion per cui comunica alla propria famiglia di volerli lasciare una volta fatto scalo a Rotterdam. Durante la navigazione i passeggeri dell'imbarcazione avvistano la roccia Lorelei e ne rimangono ammaliati. A rendere ancora più trasognante la scena è il canto di una passeggera che intona un bel canto mentre la piccola Flo intravede lo spirito della bellissima ondina che pettina i propri lunghi capelli su una roccia. La stessa passeggera, rivelatasi una vera cantante famosa, rivelerà alla piccola Flo l'inganno del presunto compositore e la bambina deciderà di riprendere il proprio viaggio verso l'Australia.

La famiglia Robinson, dopo aver fatto scalo a Rotterdam e a Londra, a Liverpool si imbarca per l'Australia su una grande nave, la Blackburn Rock. Durante il lungo viaggio farà la conoscenza di numerosi passeggeri e conoscerà le loro storie. In particolare Franz fa la conoscenza di Emily, una ragazza sua coetanea, appassionata come lui di musica. Il viaggio inizia verso la fine di ottobre. Durante il viaggio la moglie del segretario generale dell'Australia deve partorire e solo il pronto intervento del dottor Ernst permetterà alla donna un tranquillo parto.

Nel bel mezzo del viaggio, il padre e la madre di Emily arriveranno al punto di volersi separare, ma grazie allo stratagemma di Flo e del capitano si aggiusterà tutto. Flo diventerà il capitano della nave per una settimana, quanto basta per permettere in maniera molto ingegnosa ai litigiosi genitori di potersi riappacificare.

Il viaggio, iniziato verso la fine di ottobre, prosegue per alcuni mesi, ma quando ormai manca poco all'approdo, il giorno di Natale si scatena una violentissima tempesta che, dopo cinque giorni, causa il naufragio della nave. Tutti i passeggeri riescono a salvarsi sulle scialuppe di salvataggio, ad eccezione della famiglia Robinson, la quale rimane sulla nave. Anna Robinson non prende mai decisioni a scapito dell'unione della famiglia e infatti si rifiuta di abbandonare la nave senza suo figlio Franz. Ma Franz, all'insaputa dei suoi genitori, era poco prima precipitato in mare insieme al comandante.

I componenti della famiglia Robinson, privi di scialuppa di salvataggio e per un caso fortuito, si salvano dal disastro. Anche Franz, grazie all'intervento del capitano che si sacrifica per il ragazzo, riesce a salvarsi e a riunirsi con la sua famiglia. Intanto da lontano si scorge un'isola. La famiglia Robinson, capitanata da papà Ernst, non si perde d'animo e si mette subito al lavoro per la costruzione di una zattera utile per poter lasciare la nave e per potersi dirigere sull'isola... ma il primo tentativo fallisce.

I componenti della famiglia Robinson mettono a posto la zattera, riescono a salpare dalla nave che sta affondando e iniziano a dirigersi verso l'isola deserta. Nell'andar via riescono a salvare dalla nave in inabissamento alcuni animali (tra cui anche il cane John), poche provviste ed alcuni utensili.

La famiglia Robinson riesce, con non pochi sforzi, ad arrivare sull'isola. Inizia un lungo periodo durante il quale la famiglia dovrà sopravvivere in un ambiente ostile e misterioso, potendo contare solo sulle proprie forze. Dopo aver adottato John, il cane del comandante della nave, viene adottato anche Mercre, un cucciolo di cuscus la cui madre è stata uccisa involontariamente da Franz mentre faceva la guardia durante la prima notte sull'isola.

I Robinson fanno una triste scoperta: trovano il corpo del comandante della nave, deceduto per salvare Franz. La signora Robinson, essendo molto devota, prega molto spesso nelle difficoltà, ed è sua l'idea di seppellire degnamente il corpo del capitano. L'ingegno di Ernst e la coesione dei Robinson risolveranno i piccoli e grandi problemi che via via dovranno affrontare. Intanto Ernst e Franz decidono di partire in esplorazione dell'isola: saranno via per tre giorni.

La mamma, Flo e Jack fanno un'esplorazione nella foresta, che sembra insidiosa e piena di pericoli. Flo trova un albero gigante e per sbaglio ci cade dentro; solo il coraggio e l'ingegno della mamma la salveranno. Ernst e Franz, dopo essere arrivati in cima alla montagna, scoprono con dispiacere che la famiglia si trova su un'isola deserta circondata dal mare.

Franz ed Ernst, mentre sono sulla via del ritorno, rischiano di affondare nelle sabbie mobili ma l'ingegno di Ernst risolverà nuovamente il problema presentato. Intanto, poiché papà e Franz stanno per rientrare, la mamma fa dei lavori domestici preparando il tutto per accoglierli ma le cose non vanno come previsto: una notte i tre vengono attaccati da un branco di tilacini (lupi marsupiali). L'esperienza del naufragio renderà forte e determinata la mamma: quando ci sarà il primo assalto da parte dei lupi, nonostante la paura, Anna mette in salvo i bambini uccidendo il capobranco col fucile e mettendo in fuga gli altri animali carnivori. A prima mattina, rientrati, Ernst e Franz trovano il tilacino morto e la propria famiglia spaventata ma sana e salva.

La mamma, dopo aver salvato i propri figli dalla mandria di lupi, sviene e si risveglia il mattino seguente. Il papà e Franz comunicano ai familiari la triste notizia: la famiglia si trova su un'isola deserta e il resto dei passeggeri della nave sono tutti morti. Franz, disperato per l'apparente morte della sua Emily, si sente male: viene morso da uno strano insetto e non riesce più a vedere. Dopo dieci giorni di cure amorevoli da parte della sua famiglia avviene il miracolo: Franz ci vede di nuovo!

Flo fornisce molto coraggio e ottimismo alla propria famiglia che lavora ma è molto triste poiché per tutto il giorno non le viene concesso di lavorare ma di badare a Jack. La sua natura curiosa e sensibile la porta spesso ad esporsi a grossi rischi: giocando insieme a John si posa su un albero rischiando di essere portata via dalla marea. L'intervento del papà salva la situazione e questo evento spinge la sua famiglia a prendersi una giornata di pausa dal lavoro per poter stare tutti insieme.

Sono in atto i preparativi per il compleanno della mamma e sia Flo e Jack sia Franz e il papà le preparano un regalo in segreto: una collana di conchiglie e una scala per salire. La casa sull'albero è già pronta! Durante la notte, per sfuggire all'attacco dei tilacini, la famiglia fugge dalla spiaggia e si rifugia nella nuova casa sull'albero, lì dove i lupi sicuramente non potranno arrivare. La mattina dopo la famiglia festeggia con gioia il compleanno della mamma.

Da quando è stata costruita la casa nuova la famiglia Robinson è al sicuro. Ernst, ripensando ai pericoli vissuti, assegna a ciascun membro della famiglia delle mansioni quotidiane: Franz si occuperà dell'istruzione di Jack e di Flo; Flo, Jack e Franz dovranno osservare l'arrivo di possibili navi all'orizzonte. La mamma, grazie alle ottime conoscenze agricole, crea un orto. Quando iniziarono a spuntare delle piantine fu una grande festa per tutti, solo che un branco di cinghiali distrusse tutto. Un colpo terribile per la mamma.

Dopo il disastro dei cinghiali nessuno aveva più voglia di lavorare nell'orto. La mamma allora ritrova fiducia in se stessa, si ingegna e prende delle precauzioni: con un recinto tiene lontani i cinghiali, mentre con uno spaventapasseri e tante conchiglie allontana gli stormi di uccelli golosi. Intanto Ernst ed il figlio Franz tenteranno di costruire una canoa di legno, ma senza successo.

Jack va a fare un giro in canoa con Franz e Flo resta di sorveglianza. All'improvviso Mercre si ritrova su un remo che viene portato via dalle acque, ritrovandosi lontano dalla costa. Franz cerca di fare il possibile, ma solo l'intervento di John risolverà la situazione.

La piccola Flo per la prima volta va a caccia di animali con Franz e il papà. La bambina, però, manifesta subito un grande senso di pietà e rispetto verso gli animali opponendosi con forza ogni qualvolta vede abusi contro di essi: non può niente sull'uccisione di un uccello, ma riesce a salvare un capretto che insieme alla mamma entreranno a far parte della famiglia Robinson producendo molto latte.

La piccola Flo tutti i giorni guarda il mare e ad un certo punto appare una nave all'orizzonte. Tutta la famiglia Robinson si mobilita, persino Franz temporaneamente infortunato. Purtroppo la nave non li vede e si allontana nell'orizzonte lasciando la povera famiglia con sfiducia e rassegnazione.

Flo e la sua famiglia, durante la notte, vedono una tartaruga deporre le uova e fanno di tutto per proteggerle al fine di farle schiudere in sicurezza. Le uova vengono salvate da Flo e dal piccolo Jack dall'assalto di un serpente e, poco dopo, riescono a schiudersi. Le piccole tartarughine si dirigono verso l'acqua salutando la famiglia che le ha salvate.

Lo zucchero è finito quindi Flo va a cercarne dell'altro sull'isola: insieme alla famiglia si parte per estrarre lo zucchero dalle canne da zucchero. Intanto si scopre che Jack è un bravo collezionista: conchiglie, lucertole, uova di tartaruga... o meglio, è ciò che lui credeva fosse.

Visto che da tanto tempo la famiglia non riposa, la piccola Flo propone di prendersi una pausa dal lavoro. Ma la bambina non riesce assolutamente a riposare, anzi lavora lei al posto dei suoi famigliari. Flo credeva di potersi divertire in una giornata di vera vacanza, ma non avendo nessuno con cui giocare non ha combinato nulla.

Flo, per un malinteso, sente suo fratello Franz parlare molto male di lei e non glielo perdona: fugge da casa. Solo dopo un po' la bambina si renderà conto che non può fare a meno della sua famiglia.

I fiammiferi sono finiti e con l'oscurità della notte la famiglia Robinson non riesce a vedere niente. La famiglia, con molto lavoro, riesce prima ad accendere il fuoco, facendo leva sull'attrito tra polvere e legno, e poi riescono a costruire delle candele utili a far luce nella loro casa.

La piccola Flo freme dalla voglia di utilizzare un arco e delle frecce tutte sue. Il papà gliene fabbrica uno ma Franz è geloso: la bambina sa lanciare meglio di lui!

Per l'anniversario dei 18 anni di matrimonio dei genitori, Flo e i suoi fratelli preparano un fantastico regalo: su un largo albero costruiscono un piccolo rifugio su cui i genitori potranno ricordare avvenimenti passati. Dopo averlo fatto, i genitori rincasano per vedere se i figli stessero bene. Nel risalire al rifugio/regalo, scappano dai lupi, che fino alla mattina, riescono a tenere lontani grazie a falò realizzati sul tetto di foglie del rifugio.

Improvvisamente a Jack viene una febbre fortissima. Flo gli porta da mangiare ma il suo corpo si indebolisce sempre più: Jack ha contratto la malaria ed è in fin di vita. Solo la china, una sostanza che si estrae dalla corteccia di un albero tropicale, trovata dal fratello Franz lo salverà.

Flo, nel tentativo di fare una breve passeggiata per non passare tutta la giornata a studiare, si perde nella foresta. L'intervento del papà, di Franz e del cane John la salverà.

A causa della birichinata del giorno precedente Flo viene punita molto severamente dalla mamma a suon di forti sculacciate mentre Franz le assegna 20 pagine di libro da ricopiare sul quaderno. Durante lo svolgimento della sua punizione la capra e il capretto, dopo aver sentito il forte rumore causato da un albero abbattuto, si spaventano e scappano. Flo corre subito a cercarli salvando, con l'aiuto di John, del papà e di Franz, sia la capra sia il capretto rimasto ferito.

La mamma, il papà, Franz e Jack si comportano in modo insolito, sicuramente stanno nascondendo qualcosa. La piccola Flo, curiosa, riesce a scoprire che la sua famiglia le sta nascondendo un segreto che alla fine si rivelerà la festa per il suo compleanno, unita alla consegna di tanti regali per la bambina.

La famiglia sta mettendo a posto le provviste per la partenza dall'isola. Ernst ed il figlio Franz costruiscono un battello per poter lasciare l'isola, ma senza successo: una terribile tempesta farà inabissare il battello il giorno stesso del varo.

La famiglia si rende conto di essersi salvata dal disastro in quanto il battello sarebbe affondato. Sono giorni pieni di pioggia che non passano mai, e la famiglia decide di passare il tempo costruendo un piccolo fornetto in casa per cucinare torte. Ma Flo nell'impasto utilizza il sale al posto dello zucchero...

Le infiltrazioni d'acqua a causa della pioggia iniziano a diventare pericolose per la casa sull'albero, ma se la famiglia vivesse in una grotta non avrebbe di queste preoccupazioni. Grazie al cane John e a Flo la famiglia scoprirà una caverna.

Nella grotta la famiglia Robinson troverà i resti di un certo Eric Beths, naufragato sull'isola alcuni anni prima e morto di stenti. La mamma ha l'idea di seppellire degnamente il corpo del signor Beths. La famiglia, per la stagione delle piogge, si trasferisce ufficialmente nella grotta.

Nella caverna ognuno avrà la propria stanza. Dietro la stanza di Flo c'è un'altra grotta e la bambina va da sola ad esplorarla. Nella grotta Flo troverà un fiume sotterraneo da cui la famiglia prenderà acqua potabile. Durante una visita alla grotta, all'improvviso, Flo vede qualcuno che corre in lontananza... chi sarà mai?

È passato più di un anno dal naufragio ed a questo punto i Robinson cominciano a temere che non riusciranno mai a lasciare l'isola. Improvvisamente sull'isola arrivano altri due naufraghi: il marinaio Morton e il giovane Tomtom, un nativo australiano. Con il ragazzo la famiglia stringe subito un legame di amicizia, mentre con il signor Morton, burbero e misantropo, all'inizio i rapporti sono piuttosto problematici.

Durante la cena Tomtom, parlando della sua vita, si offende e scappa dalla grotta. Egli è un bambino di origine australiana che purtroppo non ha più i genitori. Chiedendo spiegazioni al signor Morton si scopre che i genitori di Tomtom sono stati uccisi da uomini bianchi in Australia. Per questo all'inizio Tomtom diffida enormemente dei Robinson, come di tutti i bianchi. Per via dei suoi trascorsi e del suo mestiere di mozzo, Tomtom è abilissimo a pescare, cacciare e ad usare il coltello. Intanto Flo, dopo aver raccontato al bambino la storia dell'anno passato dalla sua famiglia sull'isola, con uno stratagemma riesce a riportare Tomtom a casa.

Tomtom costruisce un boomerang e insegna a Flo e Jack a lanciarlo. Intanto la convivenza col signor Morton non è semplice: egli è un gran bevitore e per questo ruberà dell'alcool ad Ernst ubriacandosi fino ad addormentarsi. Inoltre, dopo aver salvato Flo da un albero e averle fatto promettere di non raccontare nulla, essendo anche un accanito fumatore cerca di convincere il piccolo Jack a fumare ma l'intervento provvidenziale della mamma evita tutto.

La famiglia Robinson ritorna nella casa sull'albero mentre Tomtom e il signor Morton restano a vivere nella grotta. Franz compie gli anni e, insieme ai due fratellini, decide di inoltrarsi nella foresta per passare un giorno di libertà. Tomtom dà prova della sua grande abilità nel cacciare prima ai coniugi Robinson, catturando un gabbiano, e poi ai tre fratelli, catturando e addomesticando uno struzzo che poi porteranno alla casa sull'albero.

Il signor Morton, notando come le acque delle sorgenti e del pozzo fossero diventate calde all'improvviso, intuisce la natura vulcanica dell'isola e decide di andare via. Mentre Franz, Flo, Jack e Tomtom inseguono lo struzzo, il signor Morton va nella casa sull'albero per rubare un fucile, una lente d'ingrandimento e alcuni accessori della famiglia di Robinson. Quella notte il signor Morton parte con la canoa dei Robinson, lasciando Tomtom da solo nella grotta.

Tomtom torna alla grotta e Flo, mentre cerca il bambino nella grotta, nota che l'acqua sotterranea era calda. Gli animali sull'isola iniziano a comportarsi in modo strano e l'isola, quella notte, viene scossa da una serie di violenti terremoti. Il papà intuisce tutto: la famiglia si trova su un'isola vulcanica e quelle scosse erano solo un avvertimento per far intuire il prossimo risveglio del vulcano spento.

Il signor Morton ritorna sull'isola, ustionato e pieno di scottature ma vivo. La famiglia lo cura e scopre che in realtà l'uomo si era imbarcato da solo allo scopo di farsi trovare da un'altra nave di passaggio e di poter trarre in salvo gli abitanti dell'isola. Nonostante il nobile gesto, però, il signor Morton non ama la compagnia e perciò decide di vivere da solo in una casa sull'albero, ma una sera chiede di avere un colloquio privato con il papà.

Il signor Morton, dal colloquio con il papà, si rende conto che entrambi sono arrivati alle stesse conclusioni: la natura dell'isola è vulcanica. Bisogna costruire una nuova imbarcazione per lasciare al più presto l'isola prima che il vulcano si risvegli di nuovo. Intanto viene ripescata la vela dalla vecchia canoa che era affondata a causa della tempesta.

Con l'aiuto del signor Morton, provetto marinaio, si inizia a progettare e costruire un nuovo battello (una sorta di catamarano) per poter finalmente lasciare l'isola. Il giorno del varo del catamarano nell'oceano, a causa del forte stress e per la vecchiaia, l'asinello muore e viene seppellito sulla spiaggia accanto ai corpi del capitano e del signor Beths.

Il signor Morton ha deciso che gli animali non possono salire sull'imbarcazione. La famiglia Robinson deve così sbarazzarsi della capra Beths e del capretto Eric coprendo loro gli occhi in modo tale da non poter riconoscere la strada di casa una volta dispersi nel bosco.

Il signor Morton è irremovibile: né capre, né John né Mercre saliranno sull'imbarcazione. Intanto Tomtom, con uno stratagemma, riesce a far sì che John e Mercre riuscissero a trovare le capre in modo tale da riportarle tutte insieme dai Robinson. Alla fine il signor Morton ci ripensa e decide di far imbarcare tutti gli animali.

Arriva il giorno della partenza. Dopo essere rimasti sull'isola per oltre un anno, finalmente i Robinson, il signor Morton e Tomtom partono per l'Australia sulla barca costruita. Tutta la famiglia saluta l'isola, lasciando in eredità la propria casa sull'albero a chiunque dovesse ritrovarsi a passare.

Il viaggio dura molto più del previsto e le provviste iniziano a scarseggiare. Quando tutto sembra perduto, dopo un mese di viaggio per mare, i Robinson, il signor Morton e Tomtom avvistano in lontananza le coste dell'Australia.

I Robinson raggiungono le coste dell'Australia a nord di Sydney e, dopo essere stati riconosciuti, viaggiano in treno fino a Melbourne. All'arrivo a Melbourne il dott. Elliott, l'amico di Ernst che lo aveva invitato in Australia, fornisce loro una bella casa in cui stare e farà loro una incredibile sorpresa: Emily, la grande amica di Franz, non è morta, ma si è salvata dal naufragio e ora è allieva infermiera presso il grande ospedale dove Elliott lavora e dove eserciterà anche Ernst Robinson. Ben presto Emily dovrà partire per l'Inghilterra, dove frequenterà per tre anni una rinomata scuola per infermiere promettendo a Franz di rivedersi. Anche il signor Morton e Tomtom si imbarcheranno sulla stessa nave, ma prometteranno ai Robinson di ritornare a trovarli ogni sei mesi. La famiglia Robinson si saluta con gli amici in partenza, non senza provare nostalgia per la loro isola deserta su cui avevano abitato per tanto tempo.