Heidi fait la connaissance de la grand-mère de Clara. Elle trouve chez la vieille dame la compréhension et la tendresse que ni la tante Odette, ni Mlle Rottenmeier n’ont jamais su lui apporter.
Grâce à la confiance que lui témoigne la grand-maman, Heidi apprend à lire et à écrire. Hélas, la vieille dame doit repartir chez elle et un grand vide s’installe à nouveau dans la maison.
Après le départ de la grand-mère de Clara, la santé de Heidi se dégrade rapidement. Elle craint qu’un malheur n’arrive à ses amis lointains et, de plus en plus, le mal du pays tourmente la petite fille...
Des phénomènes étranges surviennent chez les Sesemann. Les domestiques, Antoinette et Sébastien, croient entendre des bruits de fantôme. Melle Rottenmeier elle-même commence à prendre peur. Il y a bel et bien des fantômes dans la maison. M. Sesemann et le vieux médecin de famille décident un soir de s'armer de courage et de surprendre le spectre.
Mais Heidi continue de dépérir de jour en jour. Sur le conseil du Docteur Classen, M. Sesemann prie Odette de ramener la fillette chez son grand-père.
Cependant Odette refuse, car elle craint d’affronter une nouvelle fois la colère du vieil homme. C’est donc Sébastien, le domestique, qui accompagnera Heidi au cours de son voyage de retour.