Главная героиня фильма, третьеклассница-пионерка Оля, вечно не слушается свою бабушку, привирает, капризничает и ленится. Бабушка, сетуя на внучку, приговаривает: «Эх, внученька! Если б ты смогла посмотреть на себя со стороны!»
Погнавшись за убежавшим через волшебное зеркало котом Барсиком, Оля попала в сказочное Королевство кривых зеркал, где столкнулась со своим собственным отражением - девочкой по имени Яло. Разыскивая кота и его отражение, девочки становятся свидетелями ареста зеркальщика Гурда и решают вызволить мальчика из Башни Смерти. Для этого им надо завладеть Королевским Ключом - символом королевской власти. Ключ существует в двух экземплярах: один - у короля, другой - у Наиглавнейшего министра Абажа.
В критической ситуации Оля становится более ответственной и требовательной к себе, зато Яло воплощает все её недостатки; рассеянность, лень, чрезмерную любовь к сладкому, неаккуратность, боязливость.
После головокружительной погони, в которой им помогает Бар (Раб) - кучер Анидаг, девочки освобождают Гурда -оказывается, кстати, что Яло не теряла второй Ключ, а просто по рассеянности не нашла его у себя в карманах. Оля, Яло и Гурд стоя на вершине Башни Смерти, поют пионерскую отрядную песню «Флажок», и услышав её, Нушрок прекращается в коршуна, Анидаг - в змею, а Абаж - в жабу. Коршуна-Нушрока камнем убивает Бар, Йагупоп же становится попугаем; «откоролевствовал».