The Fairly OddParents se passa na cidade fictícia de Dimmsdale, Califórnia, e conta a história de um menino de 10 anos chamado Timmy Turner, que é negligenciado por seus pais e torturado por sua babá, Vicky.
Um dia, ele recebe dois padrinhos mágicos, Cosmo e Wanda, que realizam todos os seus desejos para melhorar sua vida miserável. No entanto, esses desejos geralmente dão errado ou causam uma série de problemas que Timmy precisa consertar.
Episódios anteriores da série costumam girar em torno de Timmy tentando navegar em sua vida cotidiana em casa, na escola ou em outros lugares da cidade com seus melhores amigos, Chester e A.J., ou ocasionalmente seus pais, enquanto também tenta consertar um desejo que deu errado e, no final, aprendendo uma lição.
Mais tarde na série, Timmy deseja que Cosmo e Wanda tenham um bebê, a quem eles chamam de Poof. Muito mais tarde na série, Timmy ganha um cão de fada chamado Sparky. Ainda mais tarde na série, Timmy é informado que, devido à escassez de fadas disponíveis, ele agora deve compartilhar Cosmo e Wanda com sua vizinha, Chloe Carmichael, que é essencialmente seu oposto polar.
No início da série, Vicky era a principal antagonista, mas à medida que a série progredia, muitos outros vilões foram introduzidos, incluindo: Denzel Crocker, o professor mentalmente doente de Timmy que deseja provar ao mundo que fadas existem; O valentão da escola, Francis; Remy Buxaplenty, um jovem bilionário com um padrinho mágico que está determinado a se livrar dos padrinhos mágicos de Timmy devido à sua imensa inveja dele por ter dois padrinhos mágicos em comparação com o seu; Dark Laser, uma paródia de Darth Vader, que quer destruir Timmy e a Terra; Os Pixies, que são conhecidos por ter tanto poder quanto as fadas, mas tratam seus poderes mágicos como um negócio. O objetivo principal dos Pixies é tomar o controle do Mundo das Fadas e da Terra; Os Anti-fadas, que são semelhantes às fadas reais, mas com personalidades e características opostas. As Anti-fadas também são conhecidas por causar má sorte; e Norm, o Gênio, que elabora planos para ganhar liberdade de sua lâmpada e se vingar de Timmy.