Bir akvaryum balığı evinden kaçar ve bir denizanası sırtında uzaklara sürüklenir. Bir cam kavanoza sıkışıp kaldıktan sonra, deniz kıyısına sürüklenir ve orada, babası Koichi balıkçı teknesinde çalışırken annesi Lisa ile deniz kenarındaki bir evde yaşayan beş yaşındaki Sousuke tarafından kurtarılır. Sousuke'nin parmağındaki yarayı yalayarak iyileştiren akvaryum balığı, yeni arkadaşı tarafından Ponyo olarak adlandırılır. Sousuke'nin bilmediği bir şey vardır: Ponyo'nun zaten bir adı ve bir ailesi vardır. İnsanlığını bırakıp su altında yaşamaya başlayan büyücü babası Fujimoto, kızı Brunhilde'yi çılgınca aramaktadır. Bulunup yakalandığında Ponyo, doğum adını reddeder ve insan olmak istediğini söyler. Sousuke'nin kanından aldığı güçle kolları ve bacakları çıkar ve bir kez daha yüzeye kaçar. Ancak okyanusa salınan büyü, doğada bir dengesizliğe neden olur ve Ay'ın yörüngesinden çıkmasına ve gelgitlerin tehlikeli bir şekilde güçlenmesine yol açar. Ponyo ile yeniden bir araya gelen Sousuke, dünyadaki düzeni yeniden sağlamak ve arkadaşının insan olarak yaşamasına izin vermek için eski bir sınavı geçmek zorundadır.