La trame suit une petite princesse poisson rouge appelée Ponyo qui veut désespérément devenir humaine. En cherchant ce faire, elle devient amie d'un garçon de cinq ans, Sôsuke.
Le film décrit la très forte camaraderie des marins du cuirassé Yamato, le plus grand navire de guerre jamais construit durant la Seconde Guerre mondiale, qui connut un destin tragique en 1945 lorsqu'il sombra. Après un long entrainement puis ses réparations après la défaite de la bataille...