Дія п'єси розгортається в Лондоні. У літній вечір дощ ллє як з відра. Перехожі біжать до Ковент-Гарденскому ринку і до портику собору св. Павла, де вже сховалося кілька людей, в тому числі і літня дама з дочкою, вони у вечірніх туалетах, чекають, коли Фредді, син пані, знайде таксі і приїде за ними. Все, крім однієї людини із записником, з нетерпінням вдивляються в потоки дощу. Вдалині з'являється Фредді, що не знайшов таксі, і біжить до портику, але по дорозі налітає на вуличну квіткарку, що квапиться сховатися від дощу, і вибиває у неї з рук кошик з фіалками. Та вибухає лайкою. Людина із записником щось спішно записує. Дівчина журиться, що пропали її фиалочки, і благає стоїть тут же полковника купити букетик. Той, щоб відв'язатися, дає їй дріб'язок, але квітів не бере. Хтось із перехожих звертає увагу квіткарки, неохайно одягненою і невмитою дівчата, що людина із записником явно строчить на неї донос. Дівчина починає хникати. Той, однак, запевняє, що він не з поліції, і дивує всіх присутніх тим, що точно визначає походження кожного з них по їх вимові.
Мати Фредді відправляє сина назад шукати таксі. Незабаром, правда, дощ припиняється, і вона з дочкою йде на автобусну зупинку. Полковник проявляє інтерес до здібностей людини із записником. Той представляється як Генрі Хіггінс, творець «Універсального алфавіту Хіггінса». Полковник же виявляється автором книги «Розмовний санскрит». Прізвище його Пікерінг. Він довго жив в Індії і приїхав в Лондон спеціально, щоб познайомитися з професором Хиггинсом. Професору теж завжди хотілося познайомитися з полковником. Вони вже збираються йти вечеряти до полковника в готель, коли квіткарка знову починає просити купити в неї квіточки. Хіггінс кидає їй в кошик жменю монет і йде з полковником. Квіткарка бачить, що вона тепер володіє, по її мірками, величезною сумою. Коли прибуває Фредди з нарешті пійманим їм таксі, вона сідає в машину і, з шумом зачинивши дверцята, їде.
На наступний ранок Хіггінс у себе вдома демонструє полковнику Пікерінг свою фонографічної апаратуру. Раптово економка Хіггінса, місіс Пірс, доповідає про те, що якась дуже проста дівчина бажає переговорити з професором. Входить вчорашня квіткарка. Вона представляється Елізою Дуліттл і повідомляє, що бажає брати у професора уроки фонетики, бо з її вимовою вона не може влаштуватися на роботу. Напередодні вона чула, що Хіггінс дає такі уроки. Еліза впевнена, що він з радістю погодиться відпрацювати ті гроші, що вчора, не дивлячись, кинув у її кошик. Розмовляти про такі суми йому, зрозуміло, смішно, проте Пікерінг пропонує Хиггинсу парі. Він підбиває його довести, що за лічені місяці може, як запевняв напередодні, перетворити вуличну квіткарку в герцогиню. Хіггінс знаходить цю пропозицію привабливим, тим більше що Пікерінг готовий, якщо Хіггінс виграє, оплатити всю вартість навчання Елізи. Місіс Пірс веде відмивати Елізу у ванну кімнату.
Через деякий час до Хиггинсу приходить батько Елізи. Він сміттяр, проста людина, але вражає професора своїм природженим красномовством. Хіггінс просить у Дулиттла дозволу залишити його дочку у себе і дає йому за це п'ять фунтів. Коли з'являється Еліза, вже вимита, в японському халаті, батько спочатку навіть не дізнається свою дочку. Через пару місяців Хіггінс призводить Елізу в будинок до своєї матері, як раз в її прийомний день. Він хоче дізнатися, чи можна вже вводити дівчину в світське суспільство. В гостях у місіс Хіггінс знаходяться місіс Ейнсфорд Хілл з дочкою і сином. Це ті самі люди, з якими Хіггінс стояв під портиком собору в той день, коли вперше побачив Елізу. Однак вони не дізнаються дівчину. Еліза спочатку і поводиться, і розмовляє, як великосвітська леді, а потім переходить на розповідь про своє життя і використовує при цьому такі вуличні вираження, що всі присутні тільки диву даються. Хіггінс робить вигляд, що це новий світський жаргон, таким чином згладжуючи ситуацію. Еліза залишає присутніх, залишаючи Фредді в цілковитому захваті.
Після цієї зустрічі він починає слати Елізе листи на десяти сторінках. Після відходу гостей Хіггінс і Пікерінг навперебій, захоплено розповідають місіс Хіггінс про те, як вони займаються з Елізою, як вчать її, вивозять в оперу, на виставки, одягають. Місіс Хіггінс знаходить, що вони звертаються з дівчиною, як з живою лялькою. Вона згодна з місіс Пірс, яка вважає, що вони «ні про що не думають».
Ще через кілька місяців обидва експериментатора вивозять Елізу на великосвітський прийом, де вона має запаморочливий успіх, всі приймають її за герцогиню. Хіггінс виграє парі.
Прийшовши додому, він насолоджується тим, що експеримент, від якого він вже встиг стомився, нарешті закінчений. Він поводиться і розмовляє в своїй звичайній грубуватою манері, не звертаючи на Елізу ні найменшої уваги. Дівчина виглядає дуже втомленою і сумною, але при цьому вона сліпуче красива. Помітно, що в ній накопичується роздратування.
Врешті-решт вона запускає в Хіггінса його туфлями. Їй хочеться померти. Вона не знає, що з нею далі буде, як їй жити. Адже вона стала зовсім іншою людиною. Хіггінс запевняє, що все владнається. Їй, проте ж, вдається зачепити його, вивести з рівноваги і тим самим хоча б трохи за себе помститися.
Вночі Еліза тікає з дому. На ранок Хіггінс і Пікерінг втрачають голову, коли бачать, що Елізи немає. Вони навіть намагаються розшукати її за допомогою поліції. Хіггінс відчуває себе без Елізи як без рук. Він не знає ні де лежать його речі, ні які у нього призначені на день справи. Приїжджає місіс Хіггінс. Потім доповідають про прихід батька Елізи. Дуліттл дуже змінився. Тепер він виглядає як заможний буржуа. Він в обуренні накидається на Хіггінса за те, що з його вини йому довелося змінити свій спосіб життя і тепер стати набагато менш вільним, ніж він був раніше. Виявляється кілька місяців тому Хіггінс написав в Америку одному мільйонеру, який заснував по всьому світу філії Ліги моральних реформ, що Дуліттл, простий сміттяр, зараз самий оригінальний мораліст у всій Англії. Той помер, а перед смертю заповів Дуліттл пай в своєму тресті на три тисячі річного доходу за умови, що Дуліттл буде читати до шести лекцій на рік в його Лізі моральних реформ. Він журиться, що сьогодні, наприклад, йому навіть доводиться офіційно одружитися на тій, з ким уже кілька років він прожив без реєстрації відносин. І все це тому, що він змушений тепер виглядати як поважний буржуа. Місіс Хіггінс дуже рада, що батько, нарешті, може подбати про свою змінилася дочки, як вона того заслуговує. Хіггінс, однак, і чути не хоче про те, щоб «повернути» Дуліттл Елізу.
Місіс Хіггінс каже, що знає, де Еліза. Дівчина згодна повернутися, якщо Хіггінс попросить у неї пробачення. Хіггінс ні в яку не погоджується піти на це. Входить Еліза. Вона висловлює Пікерінг подяку за його поводження з нею як з благородною пані. Саме він допоміг Елізе змінитися, незважаючи на те що їй доводилося жити в будинку грубого, неохайного і невихованого Хіггінса. Хіггінс вражений. Еліза додає, що якщо він буде продовжувати її «тиснути», то вона відправиться до професора Непін, колезі Хіггінса, і стане у нього асистенткою і повідомить йому про всі відкриття, зроблені Хиггинсом. Після сплеску обурення професор знаходить, що тепер її поведінку навіть краще і достойніше, ніж те, коли вона стежила за його речами і приносила йому домашні туфлі. Тепер, впевнений він, вони зможуть жити разом вже не просто як двоє чоловіків і одна дурна дівчина, а як «три дружних старих холостяка».
Еліза відправляється на весілля батька. Судячи з усього, вона все ж залишиться жити в будинку Хіггінса, оскільки встигла до нього прив'язатися, як і він до неї, і все у них піде як і раніше.
