曾在私立学校教授音乐的老师马修跌入人生低谷，被调到装维问题儿童设立的学校"池塘之底"当学监，迎接马修的学校管理员刚把他带到学校，就被学生的恶作剧伤到眼睛出血。威严刻薄的校长哈森见状，立即召集所有学生集合并严惩，这正是校长一直采取的行动与反应的处理方式：出了事就要迅速惩罚，但孩子们丝毫不把这样的惩罚放在眼里，罚得越凶，闹得越欢，所以他们也不会放过新来的马修，第一堂课就用恶作剧献上了欢迎大礼。
但马修从来没有在校长面前拆穿孩子们，相反他在保护孩子的同时，还在他们身上看到了别的老师都没看到的东西。被压抑的童真，向往自由的眼神，还有那股隐藏在心底对音乐的热爱。是的，哪怕来到了"池塘之底"，马修都没有放弃热爱音乐，每天坚持做曲。而现在他发现了自己和孩子们有了共同热爱的东西。马修便决定建立合唱班，慢慢地通过这座名为音乐的沟通桥梁。
马修逐渐了解了自己的学生，让他们在合适的位置发挥作用，哪怕是天真可爱，却不会唱歌的佩皮诺，马修也让他担任副指挥，参与到合唱班来，之后马修得知佩皮诺的父母在二战中去世，成为孤儿的他却不想接受事实。一直认为爸爸会在周六来接他。
还有被其他老师戏称有一副天使面庞和魔鬼心肠的莫朗杰，其实只是有些孤独自闭，但莫朗杰却有个很爱她的单身妈妈和天籁般的嗓音，怎么激发他的能力是马修面对的难题。在马修的努力下，莫朗杰和母亲的关系被慢慢修复。最后莫朗杰带着自己的好嗓音加入合唱版，接受马修的精心的培育。
这时学校接受了一位新生蒙东，和其他调皮的孩子相比，蒙东就是恶棍。因为长期被暴力教育，他早已屏蔽了外界的关爱，还严重威胁到了合唱班的生活。秉承行动与反应的校长对他拳脚相加，只能让情况越来越糟糕，马修则不同，他的宽容与温柔让孩子们愿意和他做朋友。
随着莫朗杰的快速成长，合唱般飞速进步，伤愈归来的管理员老师还把合唱班写到信里，告诉了慈善基金会。一周以后，伯爵夫人会来聆听合唱班的表演。而就在这时，莫朗杰发现了马修对母亲的爱恋之情。愤怒的他向马修泼了墨水，令母亲失望透顶。马修却没有当即惩罚莫朗杰，反倒是按住了莫朗杰母亲的怒火。还热心建议他，送莫朗杰去音乐学院，不要埋没他的才能。
待人宽容，但也要赏罚分明。回到学校后的马修将合唱中所有莫朗杰的独唱部分删除，将天才打入了冷宫。被冷落的莫朗杰愤怒离场，再也没有参与合唱，直到一周后的表演。马修照常忽视了目光凶恶的莫朗杰，轻挥手指，开始表演。尽管伯爵夫人坐在面前，马修与孩子们却毫不紧张，因为只要歌声响起，这个世界就只剩下的他们。就连被安排举谱的孩子都开始忘情歌唱。池塘之底的师生用音乐这门语言诉说着属于他们的共鸣。但是还少了一个人。所以马修停下了，他转头看向莫朗杰，做出了邀请的动作。这时全场寂静，莫朗杰目光里的嫉恨瞬间消失，他挺直身躯，立刻做好了准备，是的，就差他了，而现在他来了。
天堂的声音，踏着马修的节拍，降临人间，千言万语全融在了歌声与教会的眼神。马修感受到了莫朗杰被宽恕活的快乐与发自内心的感激。演出成功打动了伯爵夫人，慈善基金即将批下，但校长却将合唱班的功劳揽到自己身上，并赶往里昂寻求晋升机会与勋章，但一通电话又将他支了回来，因为蒙东的复仇之火烧掉了学生的宿舍，到手的荣誉就这样被烧没了。
多亏马修组织孩子们外出游玩逃过一劫，但恼羞成怒的校长却因为马修没有看好校园将其开除，并规定不能和学生道别。马修只得独自离开池塘之底。而当他走过教室时，窗子里飘出了无数只纸飞机，上面写着孩子们留下的告别语，歌声也在这时响起。马修看着飞机上的留言，开心地笑了，谁能想到当初来到最差学校的他，却收获了这个世界上最可爱的学生呢。望着窗外孩子们感动的小手，马修微笑离开。这一刻，他是世界上最幸福的人。
《放牛班的春天》是一部纯净电影，没有华丽的外表和特效，只有简单流畅的故事。与校长的"行动与反应"相比，马修选择了顺应孩子的天性，给予正确的引导。通过组建合唱团、作曲作词，让孩子们可以有释放心灵、唱出希望的出口。马修走后，老师们共同揭发了校长，然后校长被开除了。莫朗杰也离开了，被母亲送到里昂音乐学院，最后成为一名著名的音乐家。
但他从来不知道马修是第一个帮助自己规划生活的人。直到50年后，因为母亲去世，回到家时遇到佩皮诺才知道一切。后来，当马修离开"池塘之底"时，佩皮诺要和他一起走，从此陪伴着一直教授音乐的马修度过余生。那一天正好是星期六。
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