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L'action se déroule dans un château de la campagne française du Second Empire où Sophie habite avec ses parents M. et Mme de Réan. Sophie tente d'être une petite fille modèle mais n'en fait qu'à sa tête au grand désespoir de tous. Heureusement, elle est entourée par des parents qui prennent soin d'elle et qui apportent un soin particulier à son éducation. Curieuse et aventureuse, elle commet bêtise sur bêtise avec la complicité critique de Paul, son cousin, qui est bon et tente de lui montrer le droit chemin.
Elle a pour amies Camille et Madeleine de Fleurville, des Petites Filles modèles qu'elle peine à imiter.