美人鱼爱丽儿（Ariel）与亚力克王子（Prince Eric）结婚数年后，有了一个可爱的女儿，起名为美莉缇（Melody）。但在庆祝女儿的诞生派对上，爱丽儿和亚力克却面临着坏巫婆乌苏拉（Ursula）的妹妹莫吉娜（Morgana）的威胁。爱女心切的爱丽儿和亚力克只好从此隐瞒美莉缇的人鱼身世，以免遭受莫吉娜的报复，并且决定从此让美莉缇远离大海。转眼之间，美莉缇十一岁了，但她对大海的渴望却越来越深切。 在一次偷偷到大海里游泳的时候，美莉缇意外发现了一个刻有自己名字的吊坠，但她并不知道这正是自己当年出生时外公川顿国王送给自己的礼物。吊坠中显示的海底世界让美莉缇十分着迷，而关于人鱼的传说此时更被认证为真实存在的。为了了解事情的真相，美莉缇违背父母的意愿独自出海，却发现处处潜伏着危机。而此时一心为姐姐乌苏拉报仇的莫吉娜正盘算着如何利用美莉缇，从而得到川顿国王的三叉戟，获得统治七海的权利。 美莉缇对海底世界的向往越来越强烈，她与妈妈当年的愿望正好相反，她希望自己能够变成一只人鱼自由自在地徜徉在大海之中。莫吉娜正好抓住了美莉缇的心理，装作好心地要帮助小女孩实现这个愿望。终于变成人鱼的美莉缇对莫吉娜十分感激，并轻信她的谎言，答应为其找回遗失的三叉戟。在取得三叉戟的途中危险重重，但也认识了两位好朋友企鹅和海豹。 美莉缇的离家出走让爱莉儿和亚力克王子担心不已，于是爱丽儿决定重返海底老家，与童年时的伙伴一起到海中去营救美莉缇。误会母亲的美莉缇一心把莫吉娜当作好人，并不顾母亲的劝告把三叉戟交给莫吉娜。获得三叉戟的莫吉娜在海上兴风作浪，并抓住亚力克王子一家。还好在关键时刻，美莉缇勇敢地制服莫吉娜，拿回三叉戟，一家人终于团聚在了一起。