五岁的宗介与母亲理莎住在临海悬崖上。某日，他在海边救下困在玻璃瓶中的小金鱼，并取名波妞。波妞实为海神之女，舔舐宗介伤口渗出的血液后，开始渴望变成人类。

波妞的父亲——魔法师藤本，憎恶人类污染海洋，强行将她带回深海。但波妞凭借魔法力量逃出，并在妹妹们帮助下掀起巨浪，追寻宗介。海水逐渐淹没小镇，宗介在母亲鼓励下，肩负起照顾波妞的责任。

为变为人形，波妞需通过“爱的考验”。宗介承诺无论波妞是人鱼还是人类，都会永远保护她。这份纯净的誓言最终平息了藤本的愤怒，也让理莎与多年未归的船长丈夫重逢。海水退去，波妞如愿成为人类女孩，与宗介开启新的生活。

影片以童真视角探讨了环保、信任与承诺，画风温暖治愈，宫崎骏笔下的人鱼童话充满瑰丽想象与真挚情感。