Stargirl volgt het verhaal van Courtney Whitmore, een slimme, atletische en vooral vriendelijke meid. Courtney verhuist naar Blue Valley, Nebraska nadat haar moeder hertrouwt met Pat Dugan, een voormalig lid van de Justice Society of America. Ze ontdekt dat haar stiefvader een geheim heeft; hij was de sidekick van een superheld. Door de kosmische staf van de lang verloren held te 'lenen', wordt ze de onwaarschijnlijke inspiratie voor een geheel nieuwe generatie superhelden.