Dans l'Angleterre des années 1930, Madame Walker et ses enfants rejoignent le Lake District, au nord du pays, où la famille passe régulièrement ses vacances. À peine arrivés, John, Roger, Tatty et Susan n'ont qu'une idée en tête : partir à la découverte de l'île mystérieuse située au milieu du lac. Après les mises en garde de rigueur, les enfants embarquent à bord du voilier l'«Hirondelle», bardés de vivres, et mettent le cap sur l'île. Leur excitation est de courte durée puisqu'ils découvrent rapidement qu'une bande de filles, surnommées «les Amazones», a déjà pris possession des lieux.