Dorémi, une simple écolière, se croit la fille la plus malchanceuse du monde, jusqu'au jour où elle se dirige sans le savoir vers une boutique magique tenue par la sorcière Maggie Grigri et son amie, la fée Lala. Dorémi transforme sans le vouloir la sorcière en une petite grenouille, et pour la délivrer de ce sort, elle est obligée de devenir son apprentie-sorcière. Dorémi, qui a toujours rêvé d'avoir des pouvoirs magiques, accepte, et entraîne par la suite ses meilleures amies Émilie (Hazuki) et Sophie (Aiko). La vie d'une apprentie sorcière est rythmée par des examens. À leur premier examen (que Dorémi passe en deux fois), elles reçoivent chacune une petite fée: Dorémi reçoit Dodo, Émilie Mimi et Sophie Fifi. Au fur et à mesure des épisodes, Maggie Grigri possède une rivale, Malicia, et alors que les trois apprenties se retrouvent face à elle, Bibi (Pop), la petite sœur de Dorémi, les voit, et découvre leur secret. Du coup, elle devient elle aussi une apprentie. Plus tard, une nouvelle élève arrive dans la classe - Loulou (Onpu) - une star de la chanson. Mais plus tard, les apprenties-sorcières découvrent qu'elle est l'apprentie de Malicia. D'aabord assez désagréable et distante avec les trois autres, elle devient au fur et à mesure leur meilleure amie.