Une famille naviguant vers la Nouvelle-Guinée est poursuivie par des pirates dans une tempête. Le capitaine et l'équipage abandonnent le bateau laissant la famille naufragée sur une île inhabitée. Le père et ses deux fils aînés, Fritz et Ernest, récupèrent tout ce qu'ils peuvent de l'épave dont le bétail, des outils et même un orgue. Les trois hommes de la famille Robinson entament alors la construction d'une maison dans un arbre.
Malgré le relatif confort de leur nouvel habitat, Fritz et Ernest, en accord avec la famille, partent en expédition autour de l'île, espérant trouver de l'aide pour rejoindre la civilisation. Par hasard, ils tombent sur les pirates qui les ont attaqués et qui ont fait prisonnier le capitaine Moreland et sa fille Roberta (déguisée en garçon et renommée Bertie pour que les pirates ne s'en prennent pas à elle). Ils parviennent à libérer Roberta juste à temps et à s'enfuir dans la jungle.
Les trois jeunes gens décident de rentrer à leur maison à pied à travers la jungle dangereuse et peuplée d'animaux sauvages. Après un voyage mouvementé, ils arrivent à rejoindre les leurs la veille de Noël. Tous s'accordent sur le fait que les pirates ne laisseront pas filer leur prisonnier si facilement et continueront leurs recherches. Ils organisent donc leur défense avec ce que la nature leur offre (dont un tigre piégé dans une fosse) ainsi qu'avec le reste de poudre et de fusils du bateau. Entretemps, naît une jalousie croissante entre Fritz et Ernest, tous deux amoureux de Roberta.
Un jour, les pirates débarquent sur l'île et malgré plusieurs victoires lors des premiers instants de la bataille, les Robinson sont vite dépassés par le grand nombre d'adversaires et leur propre manque de munitions. Alors que tout semble perdu, un bateau du capitaine Moreland apparaît, met en déroute les pirates et coule leur bateau. Les Robinson sont enfin sauvés.