Pulgarcito es el menor de seis hermanos (los otros son quintillizos) que, acompañado de su gato Medianoche, vive sus aventuras entre la realidad y la ficción de la literatura infantil: Nunca Jamás, el País de las Maravillas, cuentos tradicionales...
Un personaje emblemático de la serie es el científico Señor Ogro, que parece temible pero en el fondo tiene buen corazón, y siempre es aplacado por su hija Trini, amiga de Pulgarcito.
El señor Ogro creará una máquina del tiempo con la que Pulgarcito recorrerá diferentes épocas, de la prehistoria a la Edad Media, además de presenciar importantes acontecimientos, como el descubrimiento de América.