Il film inizia con la nascita di Bambi, un cerbiatto figlio del Principe della Foresta. Accudito dalla madre, fa amicizia con gli abitanti della foresta, tra cui il coniglietto Tamburino e la puzzola Fiore, destinati a diventare i suoi due migliori amici. In un giorno d'estate, Bambi viene condotto dalla madre nella prateria, un luogo capace di essere meraviglioso, ma, allo stesso tempo, insidioso per via della completa esposizione ai pericoli, come imparerà. Infatti, dopo aver conosciuto una cerbiatta di nome Faline, con cui ha un vivace momento di gioco, e aver visto la galoppata dei cervi maschi adulti, viene per la prima volta a contatto con il più grande nemico della natura: l'uomo cacciatore, al quale, tra il fuggi fuggi generale delle creature presenti, sfuggirà per un pelo.

L'infanzia alquanto felice di Bambi, vissuta nel lento e affascinante susseguirsi delle stagioni, viene però segnata da un inverno lungo e duro, durante il quale il cibo scarseggia. Un giorno, verso la fine dell'inverno, spinti dalla fame e attratti dalla prima erba che annuncia l'arrivo della calda stagione, Bambi e sua madre si inoltrano nella prateria, dove però la cerva avverte quasi subito la presenza dei cacciatori; allarmata, intima a Bambi di scappare. Egli, infatti, corre velocemente nella foresta fino alla tana, riuscendo a mettersi in salvo dai colpi di fucile, ma non vede arrivare la madre. Bambi si mette in cerca di lei, sempre più angosciato. Dopo avere a lungo chiamato invano la madre, il cerbiatto incontra il proprio padre, il quale gli spiega che sua madre <<non tornerà mai più>>.

La primavera successiva, Bambi è ormai divenuto un giovane cervo adulto, e ritrova i suoi due grandi amici Tamburino e Fiore, anche loro cresciuti. In seguito, il coniglio e la puzzola trovano una compagna per sé, mentre Bambi rincontra l'amica Faline, anch'essa in età adulta, e se ne innamora, pur dovendo ingaggiare un combattimento con un cervo rivale per riuscire veramente a conquistarla; ci riuscirà, battendo di forza il contendente e, durante quella stessa notte, lui e Faline possono esprimere reciprocamente il loro amore correndo insieme nella prateria, immersi in una magica atmosfera.

Dopo alcuni mesi, in una notte alle porte dell'autunno, Bambi viene svegliato da uno strano odore di fumo e decide di controllare, scoprendo un fatto terribile: i cacciatori sono tornati nella foresta, il fumo proviene proprio dal loro accampamento. In quello stesso istante, il cervo viene raggiunto da suo padre il Principe, il quale gli intima di nascondersi insieme a lui nel folto della foresta, ma Bambi corre a proteggere la sua amata Faline, che, nel frattempo, non avendo visto il compagno accanto a sè, si è allontanata per cercarlo. Proprio mentre Bambi e Faline rimangono divisi, al levar del sole, la battuta di caccia comincia ad infuriare; nel frastuono degli spari, tutti gli animali fuggono in preda al panico, ed è allora che Faline, mentre sta scappando da una direzione all'altra sempre più terrorizzata, viene accerchiata da una muta di feroci cani da caccia, che la inseguono fino a bloccarla su di uno sperone roccioso. Bambi, attirato dalle urla della compagna, sopraggiunge per il rotto della cuffia e ingaggia una lotta con i cani in modo da permettere a Faline di mettersi in salvo, per poi costringerli ad inseguirlo e infine farli seppellire sotto una valanga di rocce. Purtroppo, mentre sta cercando di allontanarsi velocemente da quel luogo, Bambi viene colpito al fianco da un proiettile.

Contemporaneamente, il focolare lasciato acceso nell'accampamento dei cacciatori ha scatenato un incendio che in breve tempo si propaga per l'intera foresta, assumendo proporzioni colossali. Bambi, ferito ed estremamente dolorante, viene raggiunto dal padre, che lo sprona, in maniera irremovibile, a rialzarsi; incredibilmente ce la fa, sorretto dal padre medesimo. I due cervi, così, tentano subito di trovare una via di fuga attraverso le terrificanti fiamme che avvolgono la foresta. L'unica possibilità, per entrambi, si rivela la cascata, in cui si gettano per poi lasciarsi trasportare dal fiume impetuoso fino ad un piccolo lago dove, su di un piccolo isolotto, si sono rifugiati gli animali sopravvissuti, tra i quali vi è anche Faline; Bambi e la sua compagna, finalmente, si ricongiungono amorevolmente.

La primavera seguente, quando la foresta ormai sta già pienamente rifiorendo, giunge una grande notizia: due cerbiatti, figli del principe Bambi, sono nati. Ed è così che il film si avvia felicemente alla sua conclusione, sfumando sull'immagine di Bambi, ritto e fiero su di una rupe, come nuovo Principe della Foresta.


Curiosità
Per l'adattamento a film, Disney cambiò la specie di Bambi, trasformandolo in un cervo dalla coda bianca, per due motivi: il primo, più importante, era che questa specie semplicemente si sarebbe rivelata più familiare al pubblico americano, poiché il capriolo (la specie del romanzo originale) non è presente in America; il secondo era di renderlo più visibile contro i variopinti sfondi.
Per girare alcune sequenze - come quella che apre il film -, Walt si fece costruire una macchina che permettesse di disporre uno sfondo composto da più piani, in modo che il movimento della macchina da presa permettesse di rispettare le leggi ottiche della distanza e della profondità di campo; l'apparato in questione venne chiamato multiplane camera.
Il film, inaspettatamente in netto contrasto con il precedente film Disney Fantasia, basato sull'immaginazione collegata alla musica, fece enorme colpo su pubblico e critica del tempo, principalmente per il grande realismo delle immagini. Fino ad allora nulla di paragonabile era mai stato prodotto nel mondo dell'animazione, da nessuno.
I costi per la produzione del film furono talmente alti che i lauti incassi del 1942 non riuscirono comunque a colmarli. Solo in seguito, quando fu riproposto come da tradizione dopo 7 anni, gli incassi riuscirono a rimpinguare le casse degli studios Disney.
Bambi è il primo film nella storia della Disney, seguito poi da Il re leone in cui non vengono mostrati esseri umani, ma solo animali. Se però, tuttavia, in Bambi l'uomo si presenta - seppur "fuori campo" - come antagonista principale, nel Re Leone viene menzionato in appena una sola battuta.
Il film fu trasmesso per la prima volta in televisione da Rai Uno il 13 dicembre 1997, facendo registrare un ascolto record di 13.800.000 telespettatori, tra i più alti dati di ascolto per un film, in questo caso un record per una pellicola d'animazione.
Tamburino afferma che Fiore è una puzzola, ma in realtà si tratta di una moffetta.
Nei fumetti di Bambi editi in Italia, Tamburino e Fiore sono chiamati rispettivamente Tippete e Fiorellino.
La cerbiattina di cui Bambi si innamora, in tutt'e due i doppiaggi nel film, è chiamata Faline, mentre nei principali libri per bambini pubblicati dalla Disney è stata ribattezzata con il nome di Occhidolci; il motivo di questa scelta non è mai stato chiaro. Inoltre, nel romanzo di Salten, viene implicitamente inteso che Faline è cugina di Bambi, poiché, come si viene a sapere, le loro rispettive madri sono sorelle; nel film, invece, Ena - la madre di Faline - è presentata come una semplice conoscente della madre di Bambi. Ovviamente, questo passaggio fu modificato per via del fatto che, nel momento in cui Bambi e Faline, diventati adulti, si fossero messi insieme, avrebbero commesso incesto, cosa estremamente scandalosa e scabrosa per la società americana (e, nel complesso, occidentale).
Inizialmente, Walt Disney avrebbe voluto inserire una scena in cui venisse mostrata la madre di Bambi cadere a terra morta dopo essere stata colpita dai cacciatori, ma poi si decise che non era opportuno includerla, benché, a detta di Disney stesso, sarebbe stata troppo macabra e sconvolgente.