Tytułowa panna Brodie jest nauczycielką w edynburskiej szkole żeńskiej i słynie z tego, że spośród swych uczennic wybiera sobie gromadkę ulubienic, które stają się jej „stadkiem” – nauczycielka poświęca im wiele czasu, zabiera na wystawy i przedstawienia, wiele z nimi rozmawia, przekazuje im wiedzę wykraczającą znacznie poza program nauczania. Wydawałoby się, że jest więc idealną nauczycielką i wychowawczynią. Niestety rzeczywistość nie wygląda tak różowo. Panna Brodie bowiem niekoniecznie ma na uwadze wyłącznie dobro dziewczynek. Tworzy z nich coś w rodzaju gwardii przybocznej, którą wykorzystuje w rozgrywkach z innymi nauczycielami i dyrektorką, podejrzliwą wobec niekonwencjonalnego podejścia swej podwładnej do edukacji uczennic. Obserwujemy więc kolejne etapy zaszczepiania dzieci „brodyzmem” (panna Brodie jest zresztą wielbicielką Mussoliniego, a potem Hitlera), ich niezdrową fascynację życiem uczuciowym i erotycznym wychowawczyni, wreszcie manipulacje, do jakich posuwa się panna Brodie, by z pomocą dziewczynek osiągnąć własne cele.