Pięcioletni chłopiec o imieniu Sosuke mieszka wraz z mamą w nadmorskiej miejscowości. Podczas zabawy na plaży Sosuke znajduje uwięzioną w słoiku złotą rybkę. Nadaje jej imię Ponyo i obiecuje zawsze się nią opiekować. Jednak Ponyo nie jest zwyczajną rybką – to córka potężnego czarodzieja, który zrozpaczony jej zniknięciem, wzburzy całe morze, by sprowadzić ją do domu. Tak rozpoczyna się niezwykła przygoda, podczas której chłopiec i rybka muszą połączyć siły, by ocalić świat przed niebezpieczeństwem i spełnić marzenie Ponyo o zostaniu człowiekiem.