C'est dans une cabane de bois, perdue au coeur des Blues Moutains, que Violet Kelty, une ermite, vient de mourir. Appelé par le sherrif pour constater le décès, le docteur Jérôme Lovell découvre, cachée dans la cabane, une jeune femme en état de choc et au langage étrange. Intrigué, il tente d'établir un contact. C'est ainsi que, petit à petit, il va faire la connaissance de Nell et apprendre à communiquer avec elle. Face à ce cas inhabituel, il cherche conseil auprès d'une psychologue de l'université la plus proche : le docteur Paula Olsen. Mais la justice prend l'affaire en main. Il s'agit de décider si elle peut rester dans sa nature sauvage et inhospitalière ou si, pour son bien, il lui faut découvrir les bienfaits du cinéma hollywoodien et du coca. Pendant trois mois, Nell est à l'essai, placée en observation sous la responsabilité de Paula et Jérôme qui l'accompagnent dans la forêt. Ils découvrent de jour en jour les bribes de l'histoire de Nell. Mais, traquée par des journalistes, ils sont contraints de se réfugier dans un hôpital où Nell sombre dans l'autisme. Quand vient enfin l'heure du jugement, sortant de son mutisme, la sauvageonne raconte alors son bonheur de vivre avec la nature généreuse et pacifique. Nell regagnera la forêt où, au fil du temps, elle continuera de recevoir la visite de ses amis Paula et Jérôme.