Le petit Sosuke, cinq ans, habite un village construit au sommet d'une falaise qui surplombe la Mer Intérieure. Un beau matin, alors qu'il joue sur la plage en contrebas, il découvre une petite fille poisson rouge nommée Ponyo, piégée dans un pot de confiture. Sosuke la sauve, et décide de la garder avec lui dans un seau. Ponyo est aussi fascinée par Sosuke que ce dernier l'est par elle...
Après le décès de son mari, Ikuko, la mère de Momo, décide de quitter Tokyo avec sa fille pour rejoindre son île natale. La maison de famille n’a pas changé depuis des années, pour la plus grande joie d’Ikuko, mais pour Momo ce décor est propice à l’ennui. Très vite, pourtant, des créatures étranges vont bouleverser le quotidien de la jeune fille.
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