Le roman, inspiré de faits réels, se déroule durant l'été 1917 en Angleterre, à Cottingley. Elsie, 16 ans, s'occupe de sa cousine Frances, 9 ans, venue vivre chez elle avec sa mère, le temps que la guerre se termine. Un jour, réprimandées après une promenade, les cousines inventent une excuse  : elles ont vu des fées près du ruisseau  ! Pour le prouver, Elsie, passionnée de photographie, prend en photo Frances posant devant des fées en carton. Le truquage est si réussi que leurs mères, émerveillées, les croient. Elles décident de prendre une autre photo…