Một con cá vàng trốn khỏi nhà và bay lên lưng một con sứa. Sau khi bị mắc kẹt trong một chiếc lọ thủy tinh, cô trôi dạt vào bờ biển và được giải thoát bởi Sousuke, một cậu bé năm tuổi sống cùng mẹ Lisa trong một ngôi nhà ven biển trong khi cha cậu là Koichi làm việc trên một chiếc thuyền đánh cá. Sau khi chữa lành vết cắt trên ngón tay của Sousuke bằng cách liếm nó, cô cá vàng được người bạn mới đặt tên là Ponyo. Sousuke không biết, Ponyo đã có tên và gia đình. Cha của cô, Fujimoto, một phù thủy đã từ bỏ nhân tính của mình để sống dưới nước, điên cuồng tìm kiếm con gái Brunhilde của mình. Khi được tìm thấy và bị bắt, Ponyo từ chối tên khai sinh của mình và tuyên bố rằng cô ấy muốn trở thành một con người. Sử dụng sức mạnh nhận được từ máu của Sousuke, cô ấy mọc tay và chân và trốn thoát lên mặt đất một lần nữa. Nhưng phép thuật được giải phóng vào đại dương gây ra sự mất cân bằng trong tự nhiên, khiến Mặt trăng bắt đầu rơi ra khỏi quỹ đạo và thủy triều phát triển mạnh hơn một cách nguy hiểm. Đoàn tụ với Ponyo, Sousuke phải vượt qua một bài kiểm tra cổ xưa để lập lại trật tự trên thế giới và để người bạn đồng hành của mình tiếp tục sống như một con người.