Sebuah kisah nyata tentang 11 murid sekolah Muhammadiyah. Sebuah sekolah kampung paling miskin di Belitong. Ada 3 alasan mengapa para orangtua mendaftarkan anaknya di sekolah Muhammadiyah. Pertama, karena sekolah Muhammadiyah tidak menetapkan iuran dalam bentuk apa pun, para orangtua hanya menyumbang sukarela semampu mereka. Kedua, karena firasat, anak-anak mereka dianggap memiliki karakter yang mudah disesatkan iblis sehingga sejak usia muda harus mendapatkan pendadaran Islam yang tangguh. Ketiga, karena anaknya memang tidak diterima di sekolah mana pun.
Dikarenakan kekurangan guru, maka selama 6 tahun di SD seorang guru bernama N.A. Muslimah Hafsari Hamid binti K.A. Abdul Hamid atau dipanggil Bu Mus mengajarkan semua mata pelajaran-mulai dari Menulis Indah, Bahasa Indonesia, Kewarganegaraan, Ilmu Bumi-sampai-Matematika, Geografi, Prakarya dan Praktik Olahraga. Bu Mus hanya memiliki selembar ijazah SKP (Sekolah Kepandaian Putri) namun beliau bertekad untuk terus mengobarkan pendidikan Islam walaupun hanya memperoleh upah 15 kilogram beras setiap bulan. Beliau bersama pamannya Bapak K.A. Harfan Effendy Noor bin K.A. Fadillah Zein Noor pamannya, selaku kepala sekolah Muhammadiyah merupakan pahlawan tanpa tanda jasa yang menjadi pelita bagi para Laskar Pelangi.
Laskar Pelangi memiliki 10 orang anggota pada awalnya, namun menjadi 11 orang ketika Flo datang. Flo dulunya bersekolah di sekolah PN (Perusahaan Negara) milik PN Timah. PN Timah adalah sebuah perusahaan yang paling berpengaruh di Belitong, karena timah merupakan denyut nadi pulau Belitong. Flo seorang gadis dengan postur tubuh tinggi-rata-tomboy adalah seorang gadis yang nakal, tidak seperti anggota Laskar Pelangi yang lainnya, Flo berasal dari keluarga yang berkelimpahan harta. Floriana yang merupakan anak bungsu dari keluarganya, tidak suka menerima dirinya sebagai perempuan mungkin karena Flo adalah anak perempuan satu-satunya di keluarganya. Floriana memiliki ketertarikan yang sama seperti Mahar dalam Metafisika.
Mahar merupakan salah satu anggota Laskar Pelangi selain Trapani, Syahdan, Harun, Borek, Kucai, A Kiong, Sahara, Lintang dan Ikal. Mahar seorang anak laki-laki yang tampan seperti halnya Trapani dan pintar seperti halnya Lintang. Mahar seorang pesuruh tukang parut kelapa sekaligus seniman dadakan yang imajinatif, tak logis, kreatif dan sering diremehkan sahabat-sahabatnya, namun berhasil mengangkat derajat sekolah kampung mereka dalam karnaval 17 Agustus dengan menjadi koreografer dalam koreografi massal suku Masai dari Afrika, yang dibuatnya. Mahar adalah seniman yang hidup di antara orang yang tidak mengerti arti seni, sehingga kadang kala di dalam anggota Laskar Pelangi-Mahar sering dianggap “gilaâ€. Walaupun begitu tetap ada yang memandang tinggi Mahar, ialah A Kiong.
A Kiong selalu percaya dengan hal-hal yang diceritakan oleh Mahar. A Kiong selalu berdebat dengan Sahara. Sahara adalah seorang gadis berjilbab dan keras kepala. Sahara sering mendengarkan Harun, seorang anak kecil yang terperangkap di tubuh orang dewasa yang selalu menceritakan tentang kucingnya yang berbelang tiga, melahirkan anak tiga, semua anaknya berbelang tiga.
Lain halnya dengan Syahdan, salah satu pejuang yang bercita-cita menjadi seorang aktor. Syahdan adalah anak yang selalu menerima perintah, terasing, serta kambing hitam dalam setiap akar persoalan. Lalu ada Trapani, seorang anak yang hidup tanpa kehadiran seorang ayah, Trapani hanya hidup bersama ibunya. Trapani dan ibunya hampir sama seperti halnya amplop dan perangko yang sulit dipisahkan.
Ada pula Borek yang sebutannya Samson, adalah seorang anak laki-laki bertubuh tinggi dan besar. Samson memiliki obsesi untuk memiliki tubuh yang macho dan gagah, hal itu diawali dengan pertemuannya dengan sebuah botol yang memiliki gambar lelaki berotot dan bertuliskan “Obat Kuatâ€. Samson adalah anak yang sulit diatur seperti halnya Kucai. Kucai adalah anak yang selama sekelas bersama para Laskar Pelangi lainnya selalu menjadi ketua kelas, walaupun Kucai sendiri pesimis terhadap tanggung jawab dari seorang ketua kelas.
Suasana kelas para anggota Laskar Pelangi selalu diwarnai oleh pelangi kegeniusan Mahar yang lebih spesifik dengan seni dan Lintang yang spesifik dengan bidang eksak. Lintang adalah seorang anak yang ditunangkan dengan ilmu. Seorang kuli kopra cilik yang genius dan dengan senang hati bersepeda 80 kilometer pulang-pergi hanya untuk memuaskan dahaganya akan ilmu – bahkan terkadang hanya untuk menyanyikan lagu Padamu Negeri di akhir jam sekolah. Seorang anak yang gigih bahkan telah menyumbangkan sebuah kemenangan bagi sekolah kampung Muhammadiyah dalam lomba cerdas cermat dengan mengalahkan sekolah PN. Lintang seorang anak yang di bahunya terdapat beban hidup untuk menghidupi keluarganya semenjak ayahnya meninggal. Lintang adalah anggota Laskar Pelangi yang telah memberikan keberanian bagi para anggota Laskar Pelangi yang lainnya untuk bermimpi. Seperti halnya pengagum Mahar adalah A Kiong, maka pengagum Lintang adalah Ikal.
Ikal teman sebangku Lintang, mereka sebangku karena mereka memiliki kemiripan yaitu sama-sama berambut ikal. Ikal, anak seorang buruh tambang yang beranak banyak dan bergaji kecil. Ikal seorang anak lelaki yang merasakan cinta pada pandangan pertama di toko kelontong dengan seorang gadis Tionghoa bernama A Ling. A Ling adalah sepupu dari A Kiong, merupakan seorang gadis yang memiliki kuku yang manis dan bermuka simetris.
Ada hal tragis dan bahagia yang terjadi 12 tahun kemudian. Hal tragis dialami Lintang. Lintang yang semenjak putus sekolah, menjadi seorang supir truk pasir di bedeng kuli. Walaupun begitu, Lintang telah berhasil mewujudkan impian ayahnya yaitu agar Lintang tidak memiliki pekerjaan yang sama seperti ayahnya sebagai seorang nelayan. Seorang calon Matematikawan pertama di Belitong yang berakhir di bedeng kuli.
Ketragisan kisah antara anak dan ibu, Trapani dengan ib