Dans la banlieue de Tokyo, sous le plancher d'une vieille maison, vivent Arrietty et sa famille, des êtres minuscules appelés les Chapardeurs. Ils se cachent des humains, volent en petite quantité le nécessaire, et se méfient des chats et des rats.
Jiro Horikoshi rêve de voler depuis sa plus tendre enfance. Mais sa mauvaise vue l'empêche de devenir pilote. Alors il se fait engager dans le département aéronautique d’une importante entreprise d’ingénierie, et bien vite, son génie est remarqué...
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