Clara Dooley est une fillette de douze ans qui vit avec sa mère à Lockhaven, dans le Maine, une ville portuaire. En raison d’une condition physique supposée, d’un cœur faible, Clara est confinée à la maison dans le manoir Glendoveer avec la propriétaire, Mme Glendoveer, et la cuisinière, Ruby. La mère de Clara, infirmière, s’occupe de Mme Glendoveer. Le seul endroit où Clara est autorisée à sortir de la maison est la roseraie où se trouve la volière. Les oiseaux appartenaient à M. Glendoveer, un magicien décédé 30 ans plus tôt. Les oiseaux, toujours précieux pour Mme Glendoveer, terrifient Clara ; ils sont bruyants et lui crient constamment dessus.
Clara décrit le manoir Glendoveer et sa fascination pour sa beauté décolorée. Clara est tellement charmée par la maison qu’elle ne remarque pas qu’une grande partie de celle-ci s’effondre. Le manoir Glendoveer, de style art et artisanat, est décoré de souvenirs et de subtilités du monde entier, rassemblés par George et Cenelia Glendoveer lors de leurs voyages. Clara aime chaque partie de la maison, y compris les peintures murales italiennes, les tapis persans aux motifs brillants et les boiseries complexes d’Allemagne représentant des fleurs et des oiseaux superbement sculptés.
Clara, incapable d’aller à l’école, passe beaucoup de temps dans la chambre de Mme Glendoveer, élégamment aménagée avec du papier peint chinois, du bric-à-brac et un poêle français en émail vert. La maison dispose de quelques commodités modernes mais possède toujours des lampes à gaz et des poêles à bois et à charbon.
Être confinée à la maison signifie qu’elle l’aide dans ses études, Clara passe beaucoup de temps avec Mme Glendoveer, qui lui sert également de professeur. Clara est placée sous étroite surveillance et n’a pas le droit de courir ou de s’exercer de quelque manière que ce soit. Clara a envie de sortir et de jouer, d’aller à l’école et de se faire des amis de son âge.
Clara montre une fascination pour les oiseaux rares et les créatures marines dans les livres que Mme Glendoveer utilise pour enseigner. Mme Glendoveer parle des oiseaux dans la volière et de combien son défunt mari les aimait. Clara ne sait pas pourquoi quelqu’un aimerait des créatures aussi bruyantes et controversées, et elle s’inquiète de l’anxiété de Mme Glendoveer chaque fois que les oiseaux sont contrariés. Clara et sa mère s’inquiètent constamment du fait que Mme Glendoveer attrape un rhume, alors qu’elle se tient sur le balcon pour observer les oiseaux. Elle déplore de ne pas pouvoir sortir dans le jardin pour calmer les oiseaux.
Au cours d’une de leurs discussions de l’après-midi, Mme Glendoveer dit à Clara qu’elle avait un jeune fils qui avait été kidnappé et n’avait jamais été retrouvé. L’histoire est presque évoquée en passant et Mme Glendoveer ne semble pas savoir ce qui s’est passé ni qui pourrait être responsable de la disparition du bébé Elliot.
Mme Glendoveer tombe malade et décède. Clara apprend bientôt que quatre autres enfants de Glendoveer ont été kidnappés, ainsi qu’Elliot, mais que les quatre enfants plus âgés se sont noyés. Selon Daphné, la nouvelle amie secrète de Clara, les habitants pensent que M. et Mme Glendoveer avaient organisé l’enlèvement et le meurtre de leurs propres enfants. Clara trouve des lettres et des entrées de journal de Cenelia et George Glendoveer et devient convaincue que leur ancien ami, Woodruff Booth, a participé aux enlèvements.
Clara et Daphné enquêtent du mieux qu’elles peuvent avec des ressources limitées. Un jour, les oiseaux commencent à parler à Clara. Ils lui disent de se dépêcher et de crier le nom d’Elliot. Au début, Clara ne sait pas ce que les oiseaux essaient de dire, mais leurs tentatives de communication enlèvent une partie de la peur que Clara ressentait à leur égard. Clara continue d’enquêter et apprend que les oiseaux sont en réalité les enfants de Glendoveer. George avait utilisé une incantation pour transformer leurs âmes en oiseaux jusqu’au jour où Elliot reviendrait.
Harriet, la mère de Clara, avoue enfin que Clara n’est pas malade mais qu’elle a inventé un mensonge pour protéger Clara des personnes qui pourraient choisir de lui faire du mal. Harriet craint que si les gens peuvent relier Clara à la fortune de Glendoveer, elle pourrait également être en danger, tout comme les enfants de Glendoveer. Clara apprend que son père est en réalité Elliot Glendoveer.
Daphné trouve M. Booth et correspond avec lui par lettres. Daphné persuade finalement Booth de venir à Lockhaven. Booth utilise la ruse selon laquelle un vieil ami a lancé une invitation et que pendant qu’il sera en ville, il fera le voyage pour rencontrer Daphné et Clara. Booth pense que Daphné et Clara ont des preuves qui pourraient le lier aux enlèvements et à la mort des enfants de Glendoveer. Les filles savent que Booth est coupable et qu’il vient à Lockhaven pour trouver et voler toute preuve le liant au crime. Les filles mirent un plan en action pour arrêter Booth. À ce moment-là, les oiseaux parlent assez couramment et acceptent d’aider Clara et Daphné à attraper Booth.
Booth arrive et tente de voler les preuves incriminantes aux filles. Son acolyte, Jimmy, est l’homme qui a kidnappé et élevé Elliot comme son fils. Après une lutte, Daphné et Clara parviennent à piéger les hommes dans la volière. Frances et Arthur, les deux enfants/oiseaux du milieu, s’envolent à la recherche d’Elliot.
Frances et Arthur localisent Elliot sur l’île où il a grandi. Elliot est libéré du sort qui lui avait été lancé par Booth et rentre chez lui. Les deux hommes sont arrêtés pour leurs crimes et toute l’histoire revient sur la façon dont Booth voulait l’argent de la rançon. Booth jure que les morts étaient accidentelles.
Clara cherche désespérément un moyen de ramener les oiseaux dans leur ancien état et de leur permettre de s’envoler pour être avec Cenelia et George. Elliot prend une lettre fournie par Clara et prononce l’incantation utilisée par leur père et libère ses frères et sœurs de leur prison aviaire. Les enfants s’envolent pour rejoindre leurs parents.
Clara et sa famille, soulagés de connaître la vérité, planifient leur avenir ensemble.