故事发生在一个沿海的小村庄，主人公宗介是一个热爱海洋的小男孩。他与母亲一起住在悬崖上的小屋中，性格开朗且富有同情心。一天，他在海边发现了一只被困在玻璃瓶中的小金鱼，她自称是“波妞”。宗介对波妞充满了好奇，并决定帮助她回到大海。
然而，波妞的真实身份却隐藏着巨大的秘密。她是海神的女儿，因为意外被人类的垃圾污染了身体。为了恢复原状并回到大海，波妞需要得到宗介的帮助。而与此同时，她的父亲——海神，正试图将她带回海底世界。
随着剧情的发展，宗介和波妞之间的友谊逐渐加深。他们共同经历了一系列冒险，包括面对风暴、逃离危险以及克服彼此间的误解。在这个过程中，宗介展现了无畏的精神，而波妞也学会了勇敢地面对自己的命运。
最终，在双方的努力下，波妞成功恢复了人形，并与宗介建立了深厚的羁绊。然而，为了保护人类世界免受海水淹没的威胁，波妞不得不做出艰难的选择。她最终选择了放弃魔法的力量，重新变回小金鱼，但她的爱与勇气却永远留在了宗介心中。
《悬崖上的金鱼姬》通过简单而纯粹的故事线，传递了关于爱、勇气以及环境保护的重要主题。影片不仅适合儿童观看，也能让成年人从中感受到生活的美好与希望。
