Coline de Tambour-Battant, neuf ans, est envoyée à Versailles par ses parents, afin d'apprendre les bons usages à la cour de Louis XIV. Elle y retrouve madame du Chêne, sa marraine et quatre autres filleules de celle-ci : Aglaé, la coquette, Pascaline la savante, Acanthe l'artiste et Clémence la timide. Coline est ravie de découvrir la vie à Versailles en compagnie de ses nouvelles amies. Un jour qu'elle est dans la forêt, Coline trouve un diamant qu'un maladroit cavalier aux talons rouges vient de laisser tomber. N'ayant pas reçu la permission de se trouver là, Coline n'ose pas demander l'aide des adultes et se confie à ses amies. Les cinq fillettes se lancent alors à la recherche de l'étrange cavalier dans tout Versailles...