마차가 다니던 시절, 댄랜드 왕국의 변두리 보호령인 에스켈 산. 미리는 아빠, 언니와 함께 산속에서 산다. 엄마는 미리가 태어난 지 1주일만에 돌아가셨다. 에스켈 산은 댄랜드에서 유일하게 대리석이 나는 곳이고, 에스켈 산 마을 사람들은 대대로 대리석을 캐며 살아왔다. 하지만 아빠는 미리를 채석장에 얼씬도 못하게 한다. 엄마가 채석장에서 일하다 돌아가셨는데, 미리는 엄마와 꼭 닮았기 때문이다. 미리는 어릴 적 친구인 페더와 가끔 이야기를 나눌 뿐, 염소를 키우며 외로운 나날을 보낸다.

그러던 어느 날, 왕궁으로부터 산 소녀 중에서 왕자비를 뽑을 거라는 전갈을 받는다. 미리를 비롯한 마을 소녀 20명은 ‘프린세스 아카데미’에서 왕자비가 될 교육을 받게 된다. 소녀들의 교육을 책임진 올라나 선생은 까막눈에 교육이라곤 전혀 받지 못한 산 소녀들을 사사건건 무시하고 함부로 대한다. 동시에 아카데미에서 1등을 한 ‘아카데미 프린세스’가 입을 호화로운 드레스와, 왕자비의 가족에게 주어질 아름다운 집 그림을 보여 주며 소녀들을 자극하여 열심히 공부하게 만든다. 소녀들은 글을 배우고, 세상이 넓다는 것을 깨달으며 새로운 가능성과 꿈들을 갖게 된다.

미리는 소녀들을 부당하게 혼내는 올라나 선생에게 대들었다가 친구들도 함께 집에 가지 못하게 만들어서, 아카데미에서도 따돌림을 당한다. 어느 날 벽장에 갇히는 벌을 받다가 우연히 ‘채석장 말’을 사용하게 되고, 혼자서 그 원리를 탐구한다. ‘채석장 말’은 시끄러운 채석장에서 말을 사용하지 않고 대리석과 진동을 이용해 의사소통을 하는 수단으로, 채석장에 들어가 보지 못한 미리에게는 새로운 발견이었다.
아카데미에 온 이래 한번도 집에 가지 못한 소녀들은, 봄 명절에 집에 가기만을 손꼽아 기다린다. 그러나 올라나는 시험에 통과한 미리와 카타르만을 집에 가게 허락한다. 미리는 채석장 말을 이용해 소녀들과 다 함께 집에 돌아가고, 친구들과 화해한다.

아카데미에서 배운 경제 지식을 바탕으로, 미리는 그동안 산 아래 상인들이 마을 사람들을 속여 헐값에 대리석을 가져간 관행을 바꾼다. 제값을 받고 대리석을 팔게 되자, 마을 사람들의 힘든 생활이 개선될 뿐 아니라 채석장 일 말고도 자기가 하고 싶은 일을 하게 된다. 아카데미에 돌아와서는, 미리가 대표로 올라나 선생과 협상하여 불공정한 처우를 개선한다.

왕자가 도착하기 전 마지막 시험에서, 미리는 1등을 한다. 늘 경쟁자였던 카타르와 점수가 같았지만 친구들이 미리를 지지해 주었다. 미리는 아카데미 프린세스로서 왕자에게 소개된다. 하지만 왕자는 소녀들에게 무관심으로 일관하다 신부를 고르지 않고 떠난다.
바로 그날 도적 떼가 아카데미를 습격한다. 왕자비를 인질로 삼아 왕에게 몸값을 받으려는 도적들은, 왕자비를 고르지 않았다는 말을 믿지 않고 소녀들을 괴롭힌다. 미리는 채석장 말로 도움을 청하고, 페더가 미리의 요청을 알아듣고 마을 사람들을 데려온다. 미리는 도적 두목에게 붙잡히지만, 페더의 선물인 대리석 조각상으로 도적 두목의 허를 찌르는데...