En el Instituto Mica de Arizona, todo es siempre lo mismo, hasta que un día llega Susan 'Stargirl' Caraway, una joven que siempre había estudiado en casa y revoluciona las aulas con su aura colorida y su contínua música de ukelele.
Su singularidad parece no gustar mucho a los chavales del instituto, pero todo es diferente para Leo que no puede evitar su fascinación por la joven.
