A história centra-se no estudante Koiso Kenji, um rapaz prodígio em matemática que passa o seu tempo a trabalhar em OZ, um mundo virtual. Kenji é um génio com números, mas com dificuldades de se adaptar socialmente. Ele tem uma paixão secreta pela sua veterana Shinohara Natsuki, mas não tem coragem de lhe dizer. No início das suas férias de verão, ele é convidado por Natsuki para ajudar na celebração do 90.º aniversário da sua avó. Embora Kenji não conhece os detalhes do plano, ele concorda e vai com Natsuki a casa da sua avó em Ueda, Nagano. Para grande surpresa de Kenji, ele é apresentado na casa da família Shinohara como noivo de Natsuki.

Um garoto de 5 anos chamado Sosuke fica amigo de uma princesa peixinho-dourado chamada Ponyo, que quer desesperadamente virar humana.