Ariel é a filha caçula do Rei Tritão, comandante dos sete mares, que está insatisfeita com sua vida. Ela deseja caminhar entre os humanos para conhecê-los melhor, mas sempre é proibida por seu pai, que considera os humanos como sendo "bárbaros comedores de peixe". Até que ela se apaixona por um jovem príncipe e, no intuito de conhecê-lo, resolve firmar um pacto com Úrsula, a bruxa do reino, que faz com que ela ganhe pernas e se torne uma verdadeira humana. Porém, Úrsula também tem seus planos e eles incluem a conquista do reino de Tritão.

Peter (Levi Miller) é um garoto de 12 anos que vive em um orfanato em Londres, no período da Segunda Guerra Mundial. Um dia, ele e várias crianças são sequestradas por piratas em um navio voador, que logo é perseguido por caças do exército britânico. O navio escapa e logo ruma para a Terra do Nunca, um lugar mágico e distante onde o capitão Barba Negra (Hugh Jackman) escraviza crianças e adultos para que encontrem pixum, uma pedra preciosa que concentra pó de fada. Em pleno garimpo, Peter conhece James Hook (Garreth Hedlund), que tem planos para fugir do local.

Na tentativa de alcançar a imortalidade, o rei Luis XIV captura uma sereia e rouba sua força vital, mas uma descoberta feita por sua filha ilegítima ameaça os planos do rei.