크립톤 성의 생존자들은 아르고 시티(Argo City)라는 물의 혹성에 살고 있다. 어느 날, 조각가인 잘타(피터 오툴 분)가 몰래 잠시 가져온 그들의 에너지원인 ‘오메가 헤드론’이라는 신비의 광석을 가지고 장난하던 소녀 카라(헬렌 슬레이터 분)는 그만 그것을 우주로 날려버리는 실수를 한다. 책임을 느낀 그녀는 오메가 헤드론을 찾아 몰래 우주선을 탄다.
오메가 헤드론은 지구에 떨어지고, 이를 따라 지구에 도착한 카라는 슈퍼걸이 된다. 오메가 헤드론은 마녀 셀레나(페이 다나웨이 분)의 손에 들어가고 그녀는 이것의 막강한 힘을 이용해 세계를 지배할 야심을 불태운다. 한편 카라는 ‘린다 리’라는 이름으로 지구의 소녀로 위장하여 여학교에 입학한 후 오메가 헤드론을 찾기 시작한다.
