Op een steile rots boven de zee woont een klein jongetje van vijf jaar, Sosuke, samen met zijn ouders. Op een dag ziet hij in het water een goudvis met een meisjesgezichtje. Het bijzondere visje, dat hij Ponyo noemt, is ontsnapt aan haar vader, een onderwatertovenaar. Ponyo is van plan mens te worden. Door haar sterke magische wil begint ze al te veranderen, maar haar vader is op zoek naar zijn dochter om haar dat te beletten. Ponyo roept de hulp van Sosuke in om uit de buurt van haar vader te kunnen blijven. Dat valt nog niet mee...