The Fairly OddParents se desarrolla en la ciudad ficticia de Dimmsdale, California, y cuenta la historia de un niño de 10 años llamado Timmy Turner, quien es descuidado por sus padres y torturado por su niñera, Vicky.
Un día, Timmy recibe dos hadas madrinas, Cosmo y Wanda, quienes cumplen todos sus deseos para mejorar su vida miserable. Sin embargo, estos deseos suelen salir mal o causar una serie de problemas que Timmy debe solucionar.
En los primeros episodios, Timmy intenta navegar su vida cotidiana en casa, en la escuela o en otros lugares de la ciudad con sus mejores amigos, Chester y A.J., mientras intenta arreglar un deseo malogrado y, en última instancia, aprende una lección al final.
Más adelante en la serie, Timmy desea que Cosmo y Wanda tengan un bebé, a quien llaman Poof. Y aún más tarde, Timmy recibe un perro hada llamado Sparky.
Al principio de la serie, Vicky era la principal antagonista, pero a medida que la serie avanzaba, se introdujeron muchos más villanos, incluyendo a Denzel Crocker, el profesor mentalmente enfermo de Timmy; el matón de la escuela, Francis; Remy Buxaplenty, un joven multimillonario con una hada madrina que quiere deshacerse de las hadas de Timmy debido a su inmensa envidia; Dark Laser, una parodia de Darth Vader; Los Pixies, cuyo objetivo principal es tomar el control del Mundo de las Hadas y la Tierra; Los Anti-hadas, que causan mala suerte; y Norm el Genio, quien planea obtener su libertad y vengarse de Timmy.