„Tajemnice Smallville” przedstawiają życie legendarnego Supermana w czasach jego młodości. Akcja serialu rozpoczyna się w 1989 roku, kiedy na małe amerykańskie miasto spada deszcz meteorytów, a wraz z nim kapsuła, w której na Ziemię przybywa kilkuletni Superman. Młodego chłopca znajdują Martha i Jonathan Kentowie i postanawiają go przygarnąć. Deszcz meteorytów wywołał jednak tragiczne skutki w żyjącym swoim spokojnym rytmem miasteczku Smallville. Jeden z meteorytów zabija rodziców Lany Lang. Państwo Langowie stali się jednymi z wielu ofiar tego wydarzenia. Mimo tych szkód po kilkunastu latach mieszkańcy starają się żyć tak jak przed zdarzeniem.

Clark dorasta – zaczyna poznawać i próbuje panować nad swoimi nadludzkimi zdolnościami. Chłopak potrafi m.in. przenikać wzrokiem przez ściany, rozpalać oczami ogień czy podnosić niesamowicie ciężkie przedmioty. Z czasem okazuje się, że Superman ma także słabości – nie może przebywać zbyt długo w towarzystwie kryptonitu, czyli materiału skalnego, który przybył razem z nim na planetę. Powoduje on nagły spadek formy i utratę nadprzyrodzonych zdolności Clarka. Na swoje nieszczęście, chłopak jest narażony na jego częstą obecność, ponieważ Kryptonit jest wszechobecny w Smallville. To właśnie dzięki temu meteorytowi wielu innych mieszkańców miasta "otrzymało" niespotykane dotąd moce. Niestety, większość z nich wykorzystuje je do złych celów, a młody Kent – czując się za to odpowiedzialny – walczy w każdym odcinku serialu z jakimś człowiekiem-mutantem, który zagraża miastu lub jego przyjaciołom.

„Tajemnice Smallville” to także perypetie miłosne. Clark podkochuje się w szkolnej koleżance Lanie Lang, której także nie jest obojętny. Tymczasem inna znajoma – Chloe Sullivan, młoda dziennikarka – jest z kolei zauroczona Clarkiem. Wynika dość nieciekawa sytuacja, a pikanterii dodaje fakt, że Lana i Chloe są bliskimi przyjaciółkami.

Ważnym bohaterem serialu jest Lex Luthor. Pojawia się on już w pierwszych odcinkach i daje się poznać jako dociekliwy i dążący do celu biznesmen. Po wypadku, z którego uratował go Clark (korzystając ze swojej niezwykłej siły), obaj stają się przyjaciółmi, jednak Clark nie ma zamiaru wyjawiać w jaki sposób ocalił Lexa. Z czasem Luthora coraz bardziej zaczynają dręczyć pytania: W jaki sposób tak naprawdę został uratowany od śmierci w zatopionym aucie? Jak udało się przeżyć Kentowi uderzenie przez jego samochód na chwilę przed wypadnięciem z mostu? Skąd miał jeszcze siły, aby mu pomóc? Ciekawość narasta i staje się obsesją Lexa.

Najlepszym szkolnym kolegą Clarka jest Pete Ross, który jako pierwszy – poza rodziną – poznaje możliwości swojego przyjaciela. Ta informacja z początku jest wielkim szokiem dla Pete’a, ale po ochłonięciu nie zmienia on stosunku do Clarka i jest pod wrażeniem jego mocy.