Chihiro Ogino, gadis 10 tahun yang pemalu, sedang pindah rumah bersama kedua orang tuanya, Akio dan Yūko. Dalam perjalanan, sang ayah memilih jalan pintas dan tanpa sengaja berhenti di depan sebuah terowongan misterius yang membawa mereka ke kota resor yang terlihat kosong. Meski Chihiro sudah merasa tidak enak, orang tuanya malah penasaran dan memutuskan untuk menjelajahinya.

Saat menemukan restoran penuh makanan, keduanya langsung makan tanpa pikir panjang. Tak lama kemudian, Chihiro menjelajah lebih jauh dan bertemu seorang anak laki-laki bernama Haku yang memperingatkannya untuk segera kembali sebelum matahari terbenam. Sayangnya, peringatannya terlambat, malam tiba, roh-roh muncul, dan Chihiro mendapati kedua orang tuanya berubah menjadi babi. Sungai yang sebelumnya kering kini tergenang, membuatnya terperangkap di dunia roh.

Beruntung, Haku datang menolong dan menyuruh Chihiro mencari pekerjaan di rumah pemandian milik penyihir bernama Yubaba. Setelah melalui berbagai rintangan, Chihiro berhasil mendapat kontrak kerja, tapi Yubaba mengambil sebagian dari namanya dan menggantinya menjadi "Sen". Seiring waktu, Sen mulai lupa siapa dirinya sebenarnya. Haku menjelaskan bahwa Yubaba sengaja mengambil nama seseorang agar bisa mengendalikan mereka, dan jika Sen benar-benar melupakan namanya, ia akan terjebak selamanya di dunia roh.

Apakah Chihiro berhasil menyelamatkan dirinya, mengembalikan orang tuanya ke wujud semula, dan keluar dari dunia roh yang penuh misteri ini?