森林里有一棵老橡树，树干上藏着个只对善良孩子开放的魔力树洞。四年级的男孩小磊发现了这个秘密——当他轻轻抚摸树皮三下，树洞就会发出暖洋洋的光芒。
一个夏夜，小磊照例来到树洞前，却发现洞口躺着颗银闪闪的种子，像凝固的星光。他刚捡起种子，树洞忽然传出细语：“这是最后一颗星星种子，需要找到彩虹尽头才能种下。”小磊小心地把种子装进玻璃瓶，瓶子里立刻洒出点点星辉，照亮了林间小路。
萤火虫为他引路，猫头鹰告诉他方向。小磊穿过会唱歌的溪流，翻过长满软苔藓的山坡。途中他遇见了发愁的松鼠一家——暴雨冲走了他们的橡果库存。小磊虽然急着赶路，还是停下来帮松鼠们捡回散落的橡果。当他重新出发时，背包里多了三颗松鼠送的闪亮松子。
黎明时分，小磊终于看见彩虹桥从瀑布尽头升起。可彩虹桥光滑极了，他试了好几次都爬不上去。这时，之前帮助过的松鼠们带着蜘蛛朋友赶来，织了张露珠网梯子。小磊攀着网梯登上彩虹，在桥的最顶端挖开七彩土，轻轻埋下星星种子。
种子入土的瞬间，整座森林颤动起来。所有树木枝头同时绽放出星形花朵，每朵花蕊里都飞出新的萤火虫。老橡树的树洞涌出银河般的光流，在空中拼成一行字：“奇迹属于愿意分享光芒的人。”
从此，每个帮助过别人的孩子都能在树洞里找到一枚永不熄灭的星光碎片。小磊把碎片分给森林里的动物们，夜晚的森林再也不会漆黑一片。而那颗在彩虹尽头发芽的星星树，月圆之夜就会结出叮咚响的果实，果实里藏着下一个等待被发现的奇妙故事。