《拓荒野女孩》的故事发生在19世纪中叶的美国西部。1863年，玛莎一家跟随西进运动的马车队迁徙，家境贫困，仅有马车上的必需品。玛莎从小热爱骑马和冒险，与女孩们格格不入，又因练习体力活而遭男孩嘲笑。父亲驯马时重伤，玛莎不得不承担起驾车和照料马匹的责任。因与男孩打架受欺，她剪短头发，穿上裤子，决心与男孩一较高下。车队遭窃，众人误认是玛莎引来灾祸。为澄清误解，玛莎独自骑马出发，以男孩模样踏上冒险之旅。与此同时，车队即将进入最危险的无人区，急需熟悉地形的向导。玛莎在一路险境中锻炼技能，却不知未来将面临更大的考验。