Certa manhã, quando brincava na praia, o pequeno Sosuke encontra um peixe vermelho preso num frasco de doce. Sosuke liberta o peixinho do frasco, a quem dá o nome de Ponyo, e promete protegê-lo para sempre. Mas o pai de Ponyo, um feiticeiro que vive no fundo do mar, força o pequeno peixe a regressar às profundezas. Decidida a tornar-se humana, Ponyo foge para reencontrar Sosuke e espalha acidentalmente uma poção mágica pelo oceano, transformando as suas irmãs em ondas gigantes que ameaçam inundar a aldeia de Sosuke.
O amor e a responsabilidade, o oceano e a vida, num mundo fantástico onde a magia também faz parte das coisas naturais do dia-a-dia. A história de Ponyo à Beira-Mar, baseada no conto A Pequena Sereia de Hans Christian Andersen, é apresentada sob o ponto de vista do grande mestre do cinema de animação: Hayao Miyazaki.
Com os acontecimentos de tsunami e tremores no japão, a vida imita a arte mais uma vez.