Stargirl menceritakan Leo Borlock, seorang siswa sekolah menengah di Mica, Arizona, yang hidup dalam lingkungan yang sangat mementingkan penerimaan sosial. Kehidupan Leo berubah ketika Stargirl Caraway, seorang siswi baru yang unik dan tidak peduli terhadap aturan sosial, masuk ke sekolah. Kepribadian Stargirl membuatnya populer, tetapi kemudian ia dijauhi karena dianggap terlalu berbeda. Leo yang jatuh cinta kepadanya mulai menghadapi konflik antara mempertahankan hubungan dengan Stargirl dan mengikuti tuntutan teman-temannya. Novel ini mengeksplorasi individualitas, keberanian menjadi diri sendiri, tekanan kelompok, popularitas, persahabatan, dan cinta pertama.