《小留学生》以近年来出国留学潮为背景，以中国大陆小留学生刘纯、熊立、温小小、裘知文等人在加拿大的学习生活为主线，真实深刻地讲述了一群中国大陆青少年在异国文化冲击下的人生经历，演绎出一部大陆小留学生在海外成长的感人故事。
一个读书的季节，刘莼、熊立、温小小、裘知文四个小留学生，同乘一架飞机抵达多伦多。熊立因为身带一万五千元美金未报关，被海关扣留，正在美国出差的熊立父母好友
李大军请斯科特律师来协助解决。留学服务公司老板叶大春，派索达阳将四个孩子接到食宿条件简陋的留学生接待站安顿，因为条件与合同上有很大差异，所以大家极为不满，又和先来的其他留学生发生冲突，开始的生活不是很愉快。接待站的电路设施老化，留学生接待站意外发生火灾。熊立、温小小、裘知文搬到李大军家住，索达阳的女友吴岚，向自己正在实习的律师行老板斯科特先生介绍了刘莼的情况，热心的斯科特夫妇请刘莼搬来自家，其女思璐不悦。斯科特长子托米推荐刘纯、温小小参加所在大学话剧《梁祝》的演出。
不安分的熊立在索达阳的帮助下买到了假驾照，晚间熊立偷开李大军的车外出，欲带温小小、裘知文看望刘莼，却误走白求恩故居，李大军、拖米、刘莼赶去接三个孩子回家，熊立托米发生争执。熊立的母亲张莉突然来到多伦多，李大军帮她选购定居公寓并办理移民事宜。四个小留学生字短暂的语言学校强化学习中，与早年从台湾来此留学的丽达老师结下友谊，并切身感受到前辈华人在当地生存奋斗的艰难。
裘知文因家庭困难到华人餐馆打工，结识了史密斯老人，他于七十多年前出生在裘知文的故乡上海，之后，裘知文常去照顾独自生活的史密斯，老人激励裘知文敢于面对成长历程中出现的挑战。移民局官员抓到未经许可打工的裘知文，斯科特在吴岚、史密斯和其他孩子的请求下，前往移民局帮裘知文重获自由。
一直深爱张莉的李大军，偶然得知张莉因情感彻底破裂与丈夫分手，再次表白，张莉一心围绕熊立的学业和成长，希望李大军把他们的事情暂时搁置。
因对《梁祝》排演中人物理解和表演方式的分歧，刘莼和导演、托米爆发激烈冲突。斯科特夫妇和索达阳从中开导化解，两国年轻人终于达成默契，演出成功，反响热烈。庆祝会上，熊立、裘知文正式邀请拖米参加国际高中三人篮球赛，他们虽因实力差距输掉了比赛，但孩子们真切体会到了战胜怯懦的意义。
丝璐和男友发生争吵，并对家人、刘莼的批评与劝解大为光火，气而出走，裘知文、温小小、熊立无意中发现异样的丝璐，帮斯科特一家找到丝璐。
刘莼教斯科特夫妇从中国领养来的女童爱玛学习汉语，还给她起了中文名字，斯科特夫妇担心爱玛过早知道不幸身世，对刘莼做法不满。刘莼不愿给斯科特一家平添麻烦，搬区张莉新家与熊立、温小小同住。
史密斯心脏病突发，裘知文发现并将他送到医院抢救。史密斯在病逝之前，委托斯科特修改遗嘱，愿为裘知文分批支付大学学习费用。
索达阳反复要求叶大春兑现接待小留学生工作酬金未果，无奈之下，一时冲动将其绑架。警局接叶大春太太报警展开调查追捕，刘莼等几个孩子得知后十分着急，终于在已经废弃的原留学生接待站楼里找到索达阳，真情说动索达阳放掉叶大春，投案自首，争取减轻刑罚，并跟叶大春谈判，希望其不予追究。叶大春权衡利害，庭审中突然决定撤诉，但终因索达阳触犯刑律，被判七个月监禁。
女佣偷窃了张莉家里部分财务后跑掉，熊立在被翻乱的张莉房间中，意外发现张莉的离婚证书，狂躁之后，他终于开始理解妈妈的痛苦和寄托。
上学途中，熊立开车险些撞到送外卖的加拿大小伙子，对方不一不饶，刘莼运用自己学到的知识和留学生生活历练出的镇定自信，巧妙化解，同时，孩子们因熊立家事引起的尴尬不快得以消融。
已去其他城市工作并和索达阳分手的吴岚，在索达阳刑满前一天赶来探望，由衷陈情，鼓励索达阳重新开始生活。翌日，刘莼等几个小孩接索达阳出狱，其深受感动。
按照国际高中惯例，小留学生们共同参加了自发精心筹办的毕业舞会，接着，在正式庄重的毕业典礼上，刘莼代表大家发表演讲，回顾三年多来的留学生活，感慨万千。
随着大学时代的到来，中国小留学生们翻开了人生的一页,又踏上了各自新的人生旅途。
