在很久以前，有個叫詹姆斯的孤兒。兩位好逸惡勞的姨媽帶著壞心眼把詹姆斯帶回了家。
詹姆斯在姨媽家的生活十分艱苦。有一天，詹姆斯又因為一件事情沒做好，被姨媽趕了出來，並不準他晚上回來吃飯。夜晚，詹姆斯遇到一位個子很矮、胡須很長的老爺爺。
老爺爺自稱是一位神仙。送給詹姆斯一把紫色的種子，說這些種子能讓他得到幸福。回去之後，詹姆斯不敢把這段經曆告訴兩位姨媽，但又不知道這些種子怎麼使用，於是把這些種子全部放在了懷裏。院子裏有一顆桃樹，但這顆桃樹從來不開花結果。
有一天，詹姆斯在桃樹周圍幹活時，不小心摔了一跤，種子全部掉了出來。一下子種子全部消失不見了。詹姆斯沮喪極了，因為種子已經全部消失了，他覺得自己不會幸福了。過了幾天，從來不結果的桃樹突然長出一顆桃子來。
桃子沒完沒了地長，慢慢地長到兩層樓那麼高。詹姆斯的兩個姨媽很高興，於是就把桃子周圍圈了起來，開始收門票以供大家參觀。當然，到了晚上，看守桃子的工作，還是由詹姆斯來做。當他坐在桃子旁邊的時候，發現桃子上居然有個洞，詹姆斯爬了上去，發現原來是一條隧道。詹姆斯又發揮了勇於探險的精神，他慢慢地穿過隧道，一直爬到桃子的中心——桃核。桃核上有很多整齊的小門，每一扇門裏麵都有光透出來，詹姆斯依次敲門，想向裏麵的人打招呼。
門打開之後，詹姆斯嚇了一大跳，門裏麵站的都是跟他一樣大小的昆蟲——蜈蚣、蚯蚓、螢火蟲、瓢蟲、蠶、蜘蛛和綠色老蚱蜢。當然，昆蟲們一開始也被詹姆斯嚇了一大跳，他們也是第一次和人類近距離的接觸。在相互了解後，昆蟲們並沒有攻擊詹姆斯，而是請詹姆斯到房間裏麵休息休息，他們都想和這位小人交朋友。
昆蟲們說，他們是吃了奇怪的種子，才都變得那麼大，也由於他們變大了，才不得不呆在桃核裏。顯然，昆蟲們是吃了詹姆斯掉落的幸福種子。
後來，詹姆斯就跟著蜈蚣、蚯蚓、螢火蟲、瓢蟲、蠶、蜘蛛和綠色老蚱蜢開始了旅行。他們先是掉進了海裏，開始了漂泊的日子，在桃核裏他們沒有食物吃，於是就跑到隧道裏吃桃肉。慢慢地，詹姆斯發現這幾位昆蟲朋友都身懷絕技：
蟋蟀先生沒事喜歡拉小提琴，而且很悅耳；蜘蛛姑娘雖然愛哭，但她能為大家編織吊床；螢火蟲先生就不必說了，它就是桃核客廳裏麵的煤油燈；但也有比較麻煩的，比如說蜈蚣先生，因為有四十多雙皮鞋，每次穿鞋的時候，自己都忙不過來，最後還需要大家幫它穿鞋，忙活半天。但大家每次都是樂此不疲，因為桃核裏每時每刻都是快樂的。
在海上漂泊了一段時間後，朋友們遇到了可怕的鯊魚，海上待不下去了。夥伴們開始想辦法離開大海。經過大家的激烈討論之後，決定請求海鷗的幫助。大家跑到甲板上拚命地喊海鷗，但海鷗們並沒有理睬。於是詹姆斯和朋友就利用蜘蛛姑娘的絲線抓海鷗，他們抓到了許多隻海鷗，借助海鷗的力量，順利逃離大海，開始在天空中飛行。
在天空中飛了幾天之後，海鷗和大家冰釋前嫌，和他們聊起天來，詹姆斯向海鷗們講述了冒險經曆。海鷗們聽後也想和他們一起冒險，但是桃核裏麵住不下這麼多人了，如果想要一起冒險，就要帶著仙桃一直飛，海鷗們紛紛打消了這個念頭。
這時候，萬裏無雲的天空突然烏雲密布，雷聲作響，海鷗們經驗豐富，原來那個脾氣很臭的雲彩人出現了。過了一會兒，有一片烏雲變成一個胖墩墩的人的形狀，海鷗們請求雲彩人千萬不要發脾氣，讓他們安全地度過這片區域。然而雲彩人似乎並不理睬，無情地向朋友們砸起冰雹，同時電閃雷鳴，這讓桃屋裏麵的人不知所措。海鷗們拿出百米衝刺的力量加上靈巧地飛行，才左閃右晃地飛離了雲彩人的區域。
海鷗們帶著桃子飛過了萬水千山，最後來到紐約市，由於海鷗們要飛回太平洋，它們把桃子放下之後，詹姆斯和朋友們出來與海鷗們一一道別。
後來，詹姆斯和昆蟲朋友都找到了自己的歸屬：蟋蟀加入了夢寐以求的樂團；蜘蛛跑去當了一名紡織女工；螢火蟲常駐在自由女神舉著的那個火炬中；蜈蚣成功地當了一名優秀的某皮鞋代言人；而詹姆斯，還是住在桃核屋裏，有了很多的朋友，並且不再孤獨，他擁有了幸福……
當你臉向著太陽的時候，你就看不見影子。——海倫?凱勒