Un jeune garçon nommé Sosuke sauve un poisson rouge appelé Ponyo, et tous deux se lancent dans un fantastique voyage placé sous le signe de l'amitié et de la découverte, avant que le père de Ponyo, un puissant sorcier, ne la contraigne à retourner dans son monde, sous la mer. Mais le désir de Ponyo de devenir humaine perturbe le fragile équilibre de la nature et déclenche une gigantesque tempête. Seule la mère de Ponyo, une magnifique déesse de la mer, peut rétablir l'équilibre de la nature et réaliser les rêves de Ponyo.