En un pequeño puerto japonés en los años 60, las cosas están a punto de cambiar. La joven Umi Matsuzaki, que vive en una casa que mira al mar, se enfrenta a la añoranza de su padre fallecido, quien era marinero. Todos los días, Umi despliega una bandera en su casa para recordarlo, pero su vida da un giro inesperado cuando se siente atraída por un nuevo estudiante en su escuela, un joven llamado Shun Kazama. Shun es un apasionado e idealista que tiene una visión de futuro clara y llena de energía.

En un pequeño pueblo costero, un niño llamado Sosuke descubre a una extraordinaria criatura marina mientras juega cerca de un acantilado. Esta criatura es una pequeña pez dorado con forma de niña, que anhela convertirse en humana. Dotada de la magia que le otorgan sus orígenes acuáticos, la niña se llama Ponyo y tiene un encantador espíritu de aventura. Sin embargo, su deseo de transformarse en humana desata una serie de acontecimientos que alteran el equilibrio entre el mundo del mar y el mundo terrestre.

En un mundo mágico y misterioso, una niña de diez años llamada Chihiro se encuentra atrapada en un universo paralelo después de que sus padres se convierten en cerdos por su glotonería. Mientras intenta encontrar la manera de salvar a su familia y regresar a casa, se adentra en un balneario para espíritus y dioses que se encuentra sumido en un ambiente de surrealismo y belleza inquietante.