Часть первая. Молокососы

Бурская ферма. Военно-полевой суд. Британские офицеры приговаривают к смерти бура Давида Поттера за отравление кавалерийских лошадей. Появившийся внезапно молодой человек просит отсрочить казнь за огромный денежный залог, но судьи непреклонны, и бура расстреливают. Юноша уходит с Полем — сыном убитого. Неожиданно выясняется, что юноша — известный разведчик буров Жан Грандье, по прозвищу «Капитан Сорви-голова». Англичане начинают погоню, но Жану и его друзьям удаётся уйти от преследования.

Идёт англо-бурская война. В сражении у города Ледисмит буры разбивают англичан. В плен к ним попадает полковник герцог Ричмондский — председатель суда над буром Поттером. Вскоре его убивает Поль Поттер, мстя за отца.

Капитан Сорви-голова во время ночной разведки попадает в плен к англичанам и оказывается в заключении на понтоне — лагере для пленных, стоящем в морском заливе. Ночью Сорви-голова прыгает в море, кишащее акулами, и доплывает до берега. Он пробирается в форт Саймонстаун, случайно находит там женскую одежду, и, надев её, мимо часовых проходит в город. Там он выдаёт себя за девушку и устраивается в услужение к старой миссис Адамс.

Миссис Адамс получает известие, что её сын, капитан Адамс (ещё один из палачей Поттера), тяжело ранен. Миссис Адамс со своей лжеслужанкой едут на фронт, в госпиталь к сыну. Когда они приезжают в Олифансфонтейн, где находится госпиталь, Адамс уже мёртв.

До позиций буров здесь недалеко. Сорви-голова вскакивает на оставленную кем-то лошадь и скачет к аванпостам буров. Несмотря на обстрел, он добирается до позиций буров и встречает друзей.

Часть вторая. Борьба исполинов

Происходит сражение под Кимберли. Несмотря на победу над англичанами, командующий бурами генерал Кронье не даёт приказа догнать и окончательно разбить отступающих. Ночью лагерь буров попадает под огонь подошедшего английского бронепоезда. Отряду «Молокососов» поручено взорвать мост и железнодорожные пути, что они успешно выполняют. Буры захватывают бронепоезд и его экипаж. Сдаваясь в плен, английский капитан нагло застреливает бура, и капитан Сорви-голова убивает его. Этот убитый англичанин — капитан Харден, судивший Давида Поттера.

Кронье посылает Сорви-голову с секретным письмом к генералу Жуберу. Путь удобнее всего проделать на велосипедах. Сорви-голова берёт с собой своего соратника Фанфана. Уничтожив по пути целый отряд английских улан, пройдя через огромные трудности, они достигают цели. Отдохнув, друзья отправляются обратно к Кронье с ответным письмом от Жубера.

Армия Кронье стоит в Магерсфонтейне. Большая армия англичан постепенно обходит буров, окружая их. Кронье не верит в возможность окружения и не предпринимает никаких действий. Вскоре армия буров окружена, и англичане начинают массированный обстрел. После недели сопротивления буры сдаются. Жан Грандье, Фанфан и Поль Поттер попадают в плен к англичанам. Неожиданно командир роты канадцев Франсуа Жюно узнаёт своего старого друга Жана Грандье и из солидарности к соотечественникам-французам помогает им убежать из плена.

При переправе через реку Поль неожиданно исчезает. Сорви-голова и Фанфан сталкиваются с пятью англичанами и те захватывают их. Командует отрядом капитан Руссел, очередной палач Давида Поттера. Руссел приказывает повесить капитана Сорви-голову и Фанфана, но в последний момент появляется Поль Поттер в английской форме и расстреливает всех солдат, не дав им совершить казнь. Друзья вешают капитана Руссела и уезжают к бурской армии.

Часть третья. Динамитная война

Командование поручает капитану Сорви-голове взорвать водохранилище Таба-Нгу, контролируемое англичанами. Жан Грандье, Фанфан и Поль, под видом пастушек, приведших стало на водопой, подходят к водохранилищу. Пока Поль отвлекает солдат, его друзья закладывают в стены водохранилища динамит. После их ухода водохранилище взрывается. Британские уланы отправляются в погоню за диверсантами, но «Молокососы» убивают их, а троих оставшихся в живых заставляют переодеться в одежду пастушек и ехать обратно.

Разведчики возвращаются на ферму, где размещались ранее. Там же находится несколько их боевых товарищей. Внезапно ферму окружает отряд англичан. Начинается перестрелка. Сорви-голова придумывает, как вырваться из окружения. Осаждённые привязывают динамитные патроны к рогам коров, поджигают патроны и пытаются выгнать коров на англичан, но коровы отказываются двигаться с места. И тогда старая хозяйка фермы с дочерьми выманивают животных из фермы и погибают под их копытами. Коровы выбегают, динамит начинает взрываться. Англичане смяты и отброшены.

Разведчики поджигают ферму и уходят, после чего сталкиваются с отрядами британских улан и в тяжёлом бою побеждают их. Сорви-голова решает пойти на разведку в лагерь врага, а своим бойцам приказывает пробираться к бурской армии.

В одежде, снятой с убитого английского солдата, он под покровом ночи проникает в лагерь. Увидев всё, что было нужно, он пытается сесть на одну из лошадей и уехать, но норовистая лошадь сбрасывает его, и в лагере поднимается шум. Сорви-голова прячется в большую офицерскую палатку и видит там известного ему майора Колвилла — последнего оставшегося в живых палача Давида Поттера. Он связывает спящего Колвилла, перед этим ударив его пистолетом по голове, и выходит из палатки. Денщик майора замечает его и поднимает тревогу. Сорви-голове опять приходится прятаться.

Чтобы удачно выйти из лагеря, он покупает в лавке несколько бутылок виски и раздаёт встречающимся на его пути патрулям. Уже на выходе из лагеря он опять привлекает к себе внимание, убив солдата, пытавшегося его задержать. Снова поднимается тревога, но Сорви-голова успешно убегает от преследования на лошади и добирается к своим.

Однажды на ферме Блесбукфонтейн появляется отряд уланов майора Колвилла и жестоко уничтожает всех жителей фермы. Подоспевший после этого отряд капитана Сорви-головы убивает англичан, в том числе и Колвилла.

Армия буров под давлением англичан вынуждена уходить за реку Вааль. Переправа сложна, а англичане уже близко. Задержать их берутся «Молокососы» и почти все гибнут. Среди наступающих опять оказывается Франсуа Жюно и забирает раненных Жана и Фанфана с поля боя.

Через несколько месяцев Жан Грандье пишет сестре письмо из Кейптауна, где сообщает, что они с Фанфаном находятся в лазарете под чутким надзором англичан, но всё равно постараются бежать, чтобы продолжать воевать за свободу.