La storia è ambientata a Koganei, una città alla periferia ovest di Tokyo e si svolge nel 2010. Arrietty ha ormai 14 anni, ma non è una ragazzina normale. Lei infatti è un esserino alto non più di dieci centimetri e vive con la sua famiglia composta da sua madre Homily e dal padre Pod sotto il pavimento di una grande casa di campagna, dove i "grandi" umani vivono inconsapevoli della loro presenza. La famiglia di Arrietty si nutre degli scarti degli umani ed è solita "prendere in prestito" (per così dire) gli oggetti d'uso comune lasciati in giro o dimenticati, che quindi "spariscono" misteriosamente. La vita della ragazza cambia però improvvisamente quando nella casa viene ad abitare Sho, un ragazzo di circa la sua età, cagionevole di salute e d'animo solitario e che, unico tra gli umani, riesce a percepire la presenza di questi piccoli esseri. Tra i due, dopo l'iniziale diffidenza, si stabilisce poco a poco un profondo legame, nonostante le differenti dimensioni ed il divieto di farsi vedere dagli umani imposto ad Arrietty dai genitori.