Un dirigeable est attaqué par des pirates. Sheeta, jeune fille prisonnière d'hommes mystérieux, profite de l'occasion pour tenter de s'échapper... et tombe dans le vide. Le pendentif qu'elle porte au cou s'illumine soudainement, sa chute est ralentie et elle descend doucement vers le sol.

Pazu, jeune garçon travaillant dans une mine, la voit descendre en flottant, et la rattrape. Tous deux se lient d'amitié. Pazu raconte à Sheeta qu'il recherche la légendaire ville flottante Laputa, symbole d'une civilisation toute-puissante aujourd'hui disparue.

Mais les hommes poursuivant Sheeta ne tardent pas à la retrouver. Aidée par Pazu, elle va tenter de leur échapper et de découvrir cette mystérieuse ville céleste.