Ariel es una joven y soñadora sirena, hija del Rey Tritón, que está cansada de su vida como princesa bajo el mar. Su mayor deseo es abandonar el fondo marino y tener una vida normal y apacible en la superficie. La bruja Úrsula descubre su anhelo y, por eso, a cambio de su preciosa voz le ofrece un cuerpo totalmente humano. Ariel acepta, movida por su pasión por conocer el mundo terrestre y porque está enamorada de un apuesto príncipe humano. Pero las cosas no serán fáciles para Ariel, ya que la bruja Úrsula esconde oscuras intenciones.

La película comienza en una feliz y cómoda casa de clase alta de Londres, a principios del siglo XX. Roberta, Phyllis y Peter son tres niños, hijos de una madre y un padre maravillosos. Un día el padre, que trabaja en la oficina de Relaciones Exteriores, es encarcelado como consecuencia de haber sido falsamente acusado de vender secretos de estado a los rusos. Los niños y su madre caen en desgracia y, finalmente, tienen que mudarse a una pobre casa en el campo, cercana al ferrocarril. Fascinados por el ferrocarril, saludan a los pasajeros todos los días, y su vigilancia y valentía evitan un accidente. Siempre mantienen el ánimo en alto y encuentran formas de ayudar a los demás. Por su bondad se hacen amigos de una persona importante que puede ayudarlos a resolver el caso de su padre.