故事發生在日本瀨戶內海一座海邊小鎮。五歲的男孩宗介和母親理莎住在一棟建在懸崖邊的小房子裡，父親耕一是一名商船船長，常年在海上，只能用船上的訊號燈遠遠地和家裡互報平安。影片就從這樣一個再尋常不過的海邊清晨開始。
玻璃瓶裡的小金魚
宗介跟著母親下到海邊時，發現海水中漂著一個被廢棄垃圾纏住的玻璃瓶，瓶子裡有一條被卡住的小金魚。宗介把瓶子砸開救出了這條小金魚——她有一頭紅彤彤的頭髮、一張圓圓的臉，看他的眼神非常新奇。宗介把她裝進綠色的小塑膠桶裡，帶回家當寵物養，給她起了一個名字——波妞。
其實波妞並不是一條普通的小金魚。她本名叫做布倫希爾德，她的父親藤本原本是人類的一位魔法師，因為厭倦人類破壞海洋而選擇離開陸地，在海底和海洋女神珂藍曼瑪蓮成婚，生下了波妞和她幾十個小妹妹。波妞是偷偷駕著水母從海底溜出來玩的時候不小心撞進瓶子裡的。
第一次嚐到血、第一次說”喜歡”
宗介把波妞帶去幼稚園和向日葵之家（母親理莎工作的養老院）。波妞在小塑膠桶裡躲過了老奶奶們的注視，第一次見到人類世界的麵包、火腿和豆奶。中途宗介被一根斷裂的木板劃破了手指，波妞主動用嘴舔掉了那滴血——這一個不經意的動作觸發了她身體裡沉睡的魔法血脈：她開始能夠變出手、變出腿，甚至模仿人類的語言，開口叫他”宗介！”
與此同時，藤本已經發現女兒不見，操縱起海流和水母大軍找回了女兒。他用魔法把波妞帶回了海底，把她關進一個水晶氣泡裡。波妞在氣泡裡對父親說：“我喜歡宗介，我要變成人類！” 藤本悲痛地告訴她：“人類是會汙染海洋的生物，你不能去。“
偷走生命之水
波妞並沒有放棄。她號召幾十個小妹妹一起幫她從父親的藏寶室裡偷出了父親封存多年的”生命之水”——那是藤本一生魔法的總和，本是藤本計劃用來”淨化人類的海洋”的終極手段。波妞把整壇生命之水倒進海中，一瞬間整個海洋的面貌被改變：水位暴漲，海底遠古時代的泥盆紀巨型魚類從沉睡中復甦，海嘯朝著宗介家的懸崖撲去。
波妞自己也在這股失控的魔法潮汐裡徹底變成了人類模樣——紅色連衣裙、紅色亂髮、赤腳——她踩在一浪又一浪的巨型魚背上，追著宗介回家的路往海岸線衝。
海嘯之夜：一家重聚
小鎮被海水淹沒到只剩懸崖上的幾棟房子還露在水面上。理莎駕車在風雨中回到家，看到了宗介和那個揮著手從懸崖下跑上來的紅髮小女孩——波妞。波妞一把撲進宗介懷裡：“宗介！波妞變成人啦！”
理莎把兩個孩子帶進屋、燒上一鍋熱水、煮了兩碗放了煎蛋和火腿的日式拉麵。波妞第一次吃人類食物，好奇又歡天喜地，一口一口吞下整碗麵。
然而事情還遠沒有結束。理莎必須要回山下的”向日葵之家”看望那些還被困在養老院裡的老奶奶們。她交代兩個孩子在家等著，自己開車冒著海水往鎮上衝。
水下的乘船冒險
理莎一去不回。宗介和波妞在屋裡等了很久，決定自己出發去找媽媽。波妞用最後的一點魔法把宗介的玩具小帆船變大成一艘真正可以航行的小船，兩人乘著小船順著被海水淹沒的街道一路往山下劃。
沿途他們看到被海水淹沒的郵筒、電線杆、紅綠燈、公共汽車車頂，水面之下還遊過泥盆紀巨型魚的影子。他們遇到了一對帶著嬰兒的年輕夫婦——對方一家也在逃難，波妞用魔法把一罐涼茶變熱遞給懷裡的嬰兒喝。
越往山下走，波妞的魔法越衰弱——她從一個活潑奔跑的人類女孩漸漸又變回半魚半人的樣子，最後沉沉睡去。宗介抱起她，繼續獨自走向山下那座被水淹的隧道。
向日葵之家：海底的秘密庇護所
宗介穿過黑暗的隧道，到達了向日葵之家。那裡已經被海水完全淹沒，但奇妙的是——整棟建築被一個巨大的透明氣泡罩著，水進不來。氣泡裡光線柔和、花朵盛開、所有老奶奶都恢復了年輕時的矯健，理莎也正和她們在一起。波妞的母親——海洋女神珂藍曼瑪蓮——將向日葵之家置於魔法氣泡中保護起來，正是為了等宗介的到來。
藤本也在場。海洋女神珂藍曼瑪蓮出現在大家面前，她溫柔地詢問理莎：“如果那個孩子（波妞）是一個真正的人類，宗介會一直愛她嗎？” 理莎回答：“我家宗介分得清——就算波妞會變回金魚也好、變成海水也好，他一定會認出她。”
於是珂藍曼瑪蓮做出了判定：如果宗介見到變回金魚的波妞，仍然說出”我喜歡她”，波妞就可以永遠地變成人類；如果宗介沒有認出她，波妞就會化作海上的泡沫、永遠回不來。
最終的答案
宗介站在氣泡之外的水面上，珂藍曼瑪蓮把熟睡中的小金魚波妞遞到他的手心。宗介看著掌心那條又回到最初模樣的小金魚，想起了懸崖邊的那個早晨、塑膠桶裡的光、那碗冒著熱氣的拉麵、那一滴被她舔掉的血。
他毫不猶豫地回答：“我喜歡金魚的波妞，也喜歡變成人的波妞，都喜歡。”
珂藍曼瑪蓮笑了。她讓波妞重新變回人類模樣，輕輕地一吻，宗介和波妞的嘴唇碰在一起——暴漲的海水退去，太陽重新升起，所有被困的船隻從海底安全浮出，一夜之間被淹沒的小鎮恢復了原貌。波妞從此變成了一個真正的人類小女孩，留在了懸崖上的那棟房子裡。
尾聲：最溫柔的一個童話
《崖上的波妞》是 2008 年的宮崎駿。從一條偷偷游上岸的小金魚到一場幾乎要毀掉整個小鎮的海嘯，整整 101 分鐘，影片幾乎沒有任何反派，也沒有任何驚心動魄的戰鬥。它講的是一個五歲的孩子能不能說出自己的喜歡、一個母親能不能相信自己兒子的判斷、一對意見不合的父母（藤本與珂藍曼瑪蓮）能不能為自己孩子的任性找到一個解決方案。
這部電影最動人的地方在於它對”童年的承諾”毫不質疑——一個五歲的男孩說”我喜歡你”就是可以讓世界從災難中恢復過來的承諾。相比宮崎駿後期一些更沉重的作品，《崖上的波妞》用水彩畫般的手繪畫風、沒有複雜的政治寓意、沒有反戰追問，只用最簡單的一問一答講完了一整個海邊夏天。多年後回想起來，這也許才是最珍貴的宮崎駿。