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 chez elle dans le manoir Glendoveer avec la propriétaire, Mme Glendoveer, et la cuisinière, Ruby. La mère de Clara, une infirmière, s’occupe de Mme Glendoveer. Le seul endroit où Clara est autorisée à sortir de la maison est dans 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 de 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 avec des fleurs et des oiseaux magnifiquement sculptés.
Clara, incapable d’aller à l’école, passe beaucoup de temps dans la chambre de Mme Glendoveer, élégamment décorée de papier peint chinois, de bric-à-brac et d’un poêle en émail vert français. La maison a 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’aide de ses études, Clara passe beaucoup de temps avec Mme Glendoveer, qui lui sert également de professeur. Clara est gardée sous étroite surveillance et n’est pas autorisée à courir ou à s’exercer de quelque façon que ce soit. Clara a très envie d’aller jouer dehors, 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 de la volière et à quel point 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 se plaint 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 mentionnée en passant et Mme Glendoveer ne semble pas savoir ce qui s’est passé ou qui pourrait être responsable de la disparition du bébé Elliot.
Mme Glendoveer tombe malade et meurt. Clara apprend bientôt qu’il y avait quatre autres enfants de Glendoveer qui avaient été kidnappés, avec Elliot, mais que les quatre enfants plus âgés s’étaient noyés. Selon Daphne, la nouvelle amie secrète de Clara, les habitants pensent que M. et Mme Glendoveer ont 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 joué un rôle dans les enlèvements.
Clara et Daphne 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. Clara ne sait pas ce que les oiseaux essaient de dire au début, mais leurs tentatives de communication enlèvent une partie de la peur que Clara avait ressentie envers eux. Clara continue d’enquêter et apprend que les oiseaux sont vraiment 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 finalement 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 lier 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.
Daphne trouve M. Booth et correspond avec lui par lettres. Daphne persuade finalement Booth de venir à Lockhaven. Booth utilise la ruse qu’un vieil ami a lancé une invitation et que pendant qu’il est en ville, il fera le voyage pour rencontrer Daphne et Clara. Booth pense que Daphne 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 vient à Lockhaven pour trouver et voler toute preuve le liant au crime. Les filles mettent en œuvre un plan pour arrêter Booth. À ce moment-là, les oiseaux parlent assez couramment et acceptent d’aider Clara et Daphne à attraper Booth.
Booth arrive et tente de voler les preuves incriminantes des filles. Son homme de main, 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 pour trouver Elliot.
Frances et Arthur localisent Elliot sur l’île où il a été élevé. Elliot est libéré du sort qui lui avait été jeté par Booth et rentre chez lui. Les deux hommes sont arrêtés pour leurs crimes et toute l’histoire raconte comment Booth voulait l’argent de la rançon. Booth jure que les décès étaient accidentels.
Clara cherche désespérément un moyen de ramener les oiseaux dans leur état antérieur 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, soulagées de connaître la vérité, planifient ensemble leur avenir.