マンハッタンにある超高級アパートの一室。クマのぬいぐるみに向かって怒りを爆発させる一人の女性がいた。彼女の名はアニー・ブラドック（スカーレット・ヨハンソン）。アパートの住人であるX家に雇われ、5歳の息子グレイヤー（ニコラス・リース・アート）の面倒を見ているナニーだった。数ヶ月前。大学を卒業したアニーは、大手投資銀行の就職面接を受ける。しかし「あなたのしたいことは何？」という質問に答えることができず、不合格。落ち込んでいたアニーは、事故に会いそうになったグレイヤーを助けたことから母親のミセスX（ローラ・リニー）と知り合い、ナニーとして雇われたのだった。こうして始まったX家での日々。だが、ベビーシッターの経験すらないアニーは、息子の面倒をまったく見ないミセスXと気まぐれなグレイヤーに翻弄されっぱなし。プライベートな時間もまったく取れず、家政婦からは“前任者はデート一回でクビになった”と脅される始末。悪戦苦闘が続く中、両親にかまってもらえないグレイヤーの寂しさを知ったアニーは、彼に愛情を感じるようになっていく。そして、ようやく手に入れたプライベートタイム。親友のリネット（アリシア・キーズ）を連れて繰り出したバーで知り合ったのは、X家と同じアパートに住むハーヴァード（クリス・エヴァンス）。やがてアニーとハーヴァードは距離を縮めていく。ある時、X家全員で避暑地へ。同行したアニーは、グレイヤーに加え他の家庭の子供達の面倒まで見る羽目に。その上、グレイヤーの父親ミスターX（ポール・ジアマッティ）からはセクハラを受け、ミセスXからは解雇を言い渡されてしまう。さらに、ミセスXがハーヴァードからの電話を取り次いでいなかったことを知り、ついに怒りは頂点に。かくしてマンハッタンのX家留守宅に乗り込んでいったアニーは、子供部屋で監視カメラを仕掛けたクマのぬいぐるみを発見する……。