从前，有一对相敬如宾的夫妇，他们俩种着一个很大的花园，里面有花有草，还有各式各样的蔬菜和瓜果。但是后来花园被一个可恶的女师给霸占了。这个女巫法力无边，因此就没有人敢进那个花园了。夫妇俩最大的愿望就是能有一个孩子，但是好久都没能如愿以偿。过了好久好久，妻子终于怀孕了。夫妇俩高兴得谢天谢地。
有一天，妻子从窗口向后花园里张望，想看看里面变成什么样子了。她看到绿绿的树，盛开的鲜花。忽然，她看见好多她最爱吃的胡萝卜。胡萝卜叶子长得非常茂盛。她想那些胡萝卜肯定长得水灵灵，黄油油的。也许是因为怀有身孕，便越看越想吃。可是一想到那个女巫，她叹着气说：“肯定是吃不着了。”
接下来，妻子便越来越瘦，吃什么都不香，心里只惦记着那又嫩又水灵的胡萝卜。丈夫看到了妻子的变化，问道：“你最近怎么了，是不是哪儿不舒服？要不我们去看医生吧！”妻子只是摇头说：“我也不知道这是怎么了，但我真的好想吃后花园里的胡萝卜。如果我吃不到，可能会慢慢地死去！”
丈夫听完妻子的诉说，看着妻子伤心难过的样子，想想自己还没有出世的孩子，便决定冒险去一次后花园。他等到天快黑的时候，悄悄地跑进后花园，赶忙拔了几棵胡萝卜，快速跑了回来，给妻子做熟吃了。他在心里高兴地想：“这下可好了，幸亏没有被老巫婆发现，要不然早完了。”
可是妻子吃了第一次还想吃第二次。为了妻子和孩子，丈夫不得已再一次偷偷跑进了后花园。这一次可没有上一次那么幸运。他刚要蹲下身子去拔胡萝卜，女巫突然从天而降似地站在了他的面前，狠狠地瞪着他问道：“你为什么要偷我的胡萝卜，你要受到一定惩罚的。”
丈夫身孕战战兢兢地说：“我并不是故意偷你的胡萝卜，只是我妻子好不容易怀孕了，想吃你的胡萝卜，要不然，她会慢慢地死去。”巫婆听了他的话，想了一想便说道：“那好吧！既然是这样，我就让你妻子天天吃我的胡萝卜，但是必须答应我一个条件：你妻子将来生下小孩后，我就把她抱走。”
丈夫听了不禁浑身哆嗦，久久不敢开口说话。女巫婆又说道：“不过你放心，我一定会让孩子过好日子的。”丈夫由于害怕巫婆便答应了她的条件。后来，他妻子生了一个小女孩。刚生下来就被巫婆给抱走了，并取名叫“胡萝卜”，夫妇俩伤心欲绝，可又无能为力。
胡萝卜女孩在女巫的管教下渐渐长大，而且越来越漂亮。她的歌声非常优美动听，就像百灵鸟的声音。女巫把她关在一个很高的阁楼上，并且不让胡萝卜见任何人。胡萝卜虽说已经十八岁了，可见到过的人只有女巫一个。
胡萝卜姑娘生活的阁楼里没有梯子，也没有门，只有一个小小的窗户。每当女巫要上去的时候，就会冲着上面大声地喊：“胡萝卜，放下你的长发，让我上去。”于是胡萝卜就会把她的十八年来一直都没有剪过的长发放下来让女巫接着上她的辫子上去。胡萝卜姑娘一个人住在空荡荡的阁楼上，感觉特别孤独、烦闷。便时不时地唱唱歌，以释情怀。
有一天，一位王子经过这里，他无意中听到了胡萝卜姑娘甜美但不乏有些忧伤的歌声，便情不自禁地跟着歌声一直找到阁楼下面。歌声是从阁楼上传出来的。可是王子绕着阁楼转了几圈，也没有找到可以上去的楼梯或门，只看见在最上面有一个小小的窗户。王子只好在附近等待，想看看别人是怎么出入这个阁楼的。
说来也巧，有一次他躲在树后，看到有一个女巫走到阁楼下，冲着那个窗子喊叫道：“胡萝卜，放下你的长发让我上去。”于是便从阁楼上扔下一条麻花辫子，女巫就接着辫子爬了上去。王子看了想：“也许这是能上去的惟一办法吧！等那个女巫走了，我一定要试试。”
过了好一会儿，王子看见那个女巫又从那个窗子里爬了出来，手上紧紧地抓着那根麻花辫子。王子等女巫走远后，便学着女巫刚才的样子冲着阁楼喊道：“胡萝卜，放下你的长发让我上去。”果真那根麻花辫子又放了下来，王子就顺着辫子爬了上去。慢慢地钻进了窗子。
当王子钻进去后，看见了一个美若天仙的姑娘，他真不敢相信自己的眼睛，盯着胡萝卜姑娘发呆。而胡萝卜姑娘从来都没有见过一个人，更别说一个男的。当她看到王子吓得目瞪口呆，怔怔地望着王子。两个人各怀心思，四目相对。王子看到胡萝卜吓得发抖，才打破了僵局。
王子对胡萝卜姑娘说：“美丽的姑娘，你不用害怕，我不会伤害你的。我是被你那优美哀伤的歌声所打动，才找到这儿来的。”胡萝卜姑娘也许是被王子诚恳而又温和的解释所感染，慢慢地不害怕了。王子给胡萝卜姑娘讲故事，而胡萝卜姑娘为王子唱歌。渐渐地，他们俩谁也离不开谁了，他们俩相爱了。
在以后的日子里，王子就经常在夜里来到阁楼，和胡萝卜姑娘谈古论今，唱歌讲故事。但是天有不测风云，人有旦夕祸福。不幸的事情还是发生了。有一次胡萝卜姑娘在拉女巫上来的时候，不小心说：“你这么重，弄得我的头发好疼，而王子就很轻，他上来时连一点感觉都没有。”
女巫听了胡萝卜无意说出的话，非常生气。她一手拿着剪刀，一手拿起胡萝卜的麻花辫子说：“你这个大胆的姑娘，竟敢瞒着我跟别人见面，而且还是一个男的。我要让你受到惩罚。”于是只听喳喳的几声，可恶的女巫剪下了胡萝卜那美丽的麻花辫子。并且残忍地把可怜的胡萝卜姑娘放到了一个特别荒凉的地方。
在那里，胡萝卜过着更加凄苦悲惨的生活。但是她始终相信：王子一定会来找她的。她坚强地活着。巫婆送走胡萝卜姑娘的那天晚上，她把剪下的辫子挂在窗户的钩子上。王子照例冲着窗子叫道：“胡萝卜，放下你的长发，让我上去吧！”女巫便将辫子放了下去，把王子拉了上来。
让王子吃惊的是，胡萝卜姑娘怎么变成了一个又丑又老的女巫婆。王子正想问个明白，就听狠心的巫婆说：“你是来见你心爱的胡萝姑娘吧！可惜呀可惜，你以后再也见不到她了，因为她已经被我剪掉辫子，扔到一个谁也找不到的荒凉地方去了。你以后再也不会听到她优美动听的歌声了。”
王子听到这儿如王雷轰顶，连连后退，悲伤地说不出一句话来，女巫一步一步地紧追王子并恶狠狠地说：“不但她要受到惩罚，连你也不例外。我要挖掉你的眼睛，让你永远也看不到她。”说完便伸出双手狠毒地挖出王子的双眼。王子一边叫着一边从阁楼上跳出来。
过了好久好久，王子被风吹醒了。他站起来便到处乱撞，一边走，一边不停地喊着：“胡萝卜，胡萝卜，你在哪儿……”这声音听了让人心碎。但是皇天不负有心人，经过没日没夜的四处奔撞流浪后，王子终于听到了那优美悲伤的歌声，顺着歌声，他终于找到了胡萝卜姑娘。
这时胡萝卜已经是一个小女孩的母亲了，当她看到自己日思夜想的心上人已经瞎了双眼时，悲痛欲绝。流下了伤心的眼泪。奇迹就在这时发生了，她的眼泪滴在王子眼睛上，王子的双眼复明了。王子带着自己美丽的女儿和胡萝卜姑娘，回到自己的国家，在那里，他们一家人幸福快乐地生活着。