Pięcioletni Sosuke mieszka wraz z mamą nad brzegiem morza. Pewnego dnia chłopiec znajduje na plaży butelkę z uwięzioną w niej złotą rybką. Sosuke ratuje ją i daje na imię Ponyo. Wkrótce okazuje się, że Ponyo nie jest taką sobie zwykłą rybką. To córka wielkiego maga i morskiej bogini. Pewnego dnia rybka przy pomocy magicznego zaklęcia zamienia się w małą dziewczynkę. Ona i Sosuke szybko stają się parą nierozłącznych przyjaciół. Niestety, ta magiczna transformacja narusza równowagę w przyrodzie. Ojciec-mag wysyła fale oceanu na poszukiwanie córki, Księżyc niebezpiecznie zbliża się do Ziemi. Dzieci odważnie próbują zapobiec katastrofie, a jednocześnie spełnić marzenia Ponyo o byciu człowiekiem.