Hijo de un marinero, Sosuke, de 5 años, vive una vida tranquila en un acantilado junto al océano con su madre Lisa. Un fatídico día, encuentra un hermoso pez dorado atrapado en una botella en la playa y, al rescatarla, la llama Ponyo. Pero ella no es un pez dorado ordinario. Hija de un mago magistral y una diosa del mar, Ponyo usa la magia de su padre para transformarse en una niña y rápidamente se enamora de Sosuke, pero el uso de una hechicería tan poderosa causa un desequilibrio peligroso en el mundo. A medida que la luna se acerca cada vez más a la tierra y el padre de Ponyo envía las poderosas olas del océano para encontrar a su hija, los dos niños se embarcan en la aventura de su vida para salvar el mundo y cumplir los sueños de Ponyo de convertirse en humano.