Film fantasi romantis The Mermaid menghadirkan kisah unik tentang cinta tak terduga antara manusia dan putri duyung di tengah konflik lingkungan.

Cerita berpusat pada Liu Xuan (Deng Chao), taipan properti kaya raya yang membeli kawasan Teluk Hijau untuk proyek reklamasi. Demi melancarkan rencananya, ia menggunakan teknologi sonar yang tanpa disadari justru membunuh dan meracuni kehidupan laut, termasuk koloni manusia duyung yang tinggal di sana.

Para duyung yang tersisa berencana membalas dendam dengan mengirim Shan (Lin Yun), putri duyung muda, untuk menyamar sebagai manusia dan membunuh Xuan. Shan pun mendekati Xuan di sebuah pesta mewah. Namun rencananya tak berjalan mulus, berbagai upaya pembunuhan gagal, dan justru keduanya mulai saling mengenal.

Seiring waktu, Xuan terpikat oleh kepribadian Shan yang sederhana dan tulus. Mereka pun jatuh cinta. Dilema muncul ketika Shan akhirnya mengaku bahwa ia dikirim untuk membunuhnya. Hubungan mereka semakin rumit saat Ruolan (Zhang Yuqi), rekan bisnis sekaligus mantan kekasih Xuan, ikut campur.

Ketika Xuan mengetahui kebenaran tentang dunia duyung, ia mulai menyadari dampak buruk proyeknya dan berusaha menghentikan kerusakan. Namun situasi memburuk ketika Ruolan melancarkan serangan terhadap para duyung. Banyak dari mereka tewas dalam serangan tersebut.

Di tengah kekacauan, Shan terluka parah saat mencoba melarikan diri. Xuan datang menyelamatkannya dan membawanya kembali ke laut, meski harus mempertaruhkan nyawanya sendiri. Ruolan akhirnya ditangkap, sementara Xuan selamat setelah mengalami luka serius.

Tiga tahun kemudian, Xuan berubah menjadi sosok yang peduli lingkungan dan bahkan mendukung penelitian konservasi. Ia hidup bersama Shan yang kini menyamar sebagai manusia. Kisah cinta mereka pun berlanjut diam-diam, hingga akhirnya kembali ke laut bersama para duyung lainnya.