Dos chicas jóvenes, Mei y Satsuki, se mudan a una nueva casa cerca del hospital en el que se encuentra su madre. En el patio junto a la casa, existe un gran árbol que es el hogar de tres Totoros, dioses de la selva. Poco después, reciben noticias desde el hospital de que su madre no puede venir a casa como había prometido, por lo que Mei (la más joven) se escapa para ir a visitarla. Satsuki tiene que recurrir a un Totoro para ayudar a encontrarla.

Adaptación de la prestigiosa novela homónima de Murakami. La historia comienza cuando un hombre llamado Toru Watanabe escucha la canción de los Beatles "Norwegian Wood" mientras aterriza en el aeropuerto de Hamburgo, lo que le hace retroceder a su juventud y al turbulento Tokio de la década de los 60.