マーチ家の次女ジョーはベアとの結婚後、伯母からプラムフィールドの屋敷を受け継ぎ、“勉強と保護と愛情を必要とする少年達の楽しく家庭的な学校”を作る。そこへ“おてんばナン”と呼ばれる活発な少女がやってきた。ナンは来るなり学校の少年達と賑やかな騒動を起こすが、ジョーは活発だった自分の少女時代を思い、笑い声を上げるのだった。それからナンとプラムフィールドの子供たちの賑やかで楽しい生活が始まった。腕白小僧のトミー、バイオリン弾きのナット、ボストンからやって来た乱暴者のダン、悪賢いジャック。ジョー先生の暖かい指導を受け、ナンは学校の中心的存在となっていく。
ナン/松倉羽鶴
本名アニー・ハーディング。皆から"お転婆ナン"と呼ばれる明るく活発で正義感の強い11歳の女の子。一度興味を覚えると、仲間の誰よりも優秀な成績を修める利口な少女でもある。
ジョー/山田栄子
夫と共にプラムフィールド学園を運営する。二人の子のロブ、テディも学校で育てている。個性豊かな子供たちと悪戦苦闘しながら、日々を楽しんでいる。自分の少女時代の面影をナンの中に見出す。
ベア/秋元洋介
ジョーの夫。ドイツ出身。姉夫婦がなくなり、孤児となったフランツとエミルの兄弟を養うためにアメリカへ来て、そしてジョーと出会った。たまにお転婆を発揮する妻を暖かく見守る。
ダン/林延年
ナットの紹介でプラムフィールドにやって来た。ナットと同様に身寄りがなく、小さい頃から否応無しに自立することを強いられた孤独な15歳の少年。皆から無法者と恐れられたが、テディにだけは愛情あふれる態度を示す。一時期ベアの友人のページに預けられるが復帰。
デーズィ/荒木香恵
デミの双子の妹。母親に似て家庭的なことが好きな、愛らしく心優しい少女。双子の兄デミを崇拝していて、デミを世界で一番素晴しい少年だと思っていたが、ナットが来てからは...。
トミー/高山みなみ
学校一番の腕白小僧。だが、気質は憎まれるタイプではなく、むしろお人好し。ナンにちょっかいを出してはけんかをしているが、どうやらナンが好きなよう。
ナット/池上麻里子
流しの辻音楽師だった父の死後、プラムフィールドにやって来た。音楽好きが長じて一流のバイオリニストになる。デーズィに好意を持っている。
デミ/山田恭子
ジョーの姉であるメグの長男。生まれつき想像力が強く、物を深く考える性格である。本が好きで、プラムフィールドの小さな哲学者という趣がある。
脚本
島田満
音楽
デービッド・シービルズ
キャラクターデザイン
佐藤好春
絵コンテ・演出
加賀剛/中西伸彰/酒井伸次/高木淳/則座誠
作画監督
佐藤好春/鷲田敏弥/田中穣/松本清/井上鋭/高野登
美術設定
伊藤主計
美術監督
川口正明
音響監督
藤野貞義
色指定
小山明子/小酒井久代/諸澤千恵子
原画
石川哲也/朝戸澄子/大城勝/橋本聡子/ふるたしょうじ/三浦辰夫 ほか
プロデューサー
中島順三/鈴木吉弘
プロデューサー補
田中真津美
監督
楠葉宏三
オープニングテーマ
「明日もお天気」
作詞・作曲:小坂明子
編曲:信田かずお
歌:小坂明子
エンディングテーマ
「青空のDing-Dong」
作詞・作曲:伊藤薫
編曲:信田かずお
歌:伊藤薫/森の木児童合唱団