En Koganei, en el oeste de Tokio, se narra la historia de una familia de diminutos, pequeños seres, de apenas diez centímetros de estatura, que viven en una casita oculta bajo las tablas del suelo de una mansión campestre. Los diminutos tienen la norma de no dejarse ver nunca por los humanos; sin embargo, su tranquila existencia cambia cuando la joven Arrietty, una audaz adolescente, es vista accidentalmente por Shō (Shawn), un niño que se acaba de establecer en la casa para descansar debido a su delicada salud, que le lleva a necesitar un trasplante de corazón. Entre ambos surge una fuerte amistad, pero a la vez la existencia de los diminutos se ve peligrosamente amenazada.