Arrietty, een veertienjarig meisje ter grootte van een duim, en haar identiek kleine ouders wonen al jarenlang onder de vloer van een prachtig herenhuis in een buitenwijk van Tokyo. Het huis is eigendom van twee oude dames, die niets van hun bestaan afweten. Het gezin van Arrietty overleeft door van alles te 'lenen': kleine beetjes gas om te koken, stukjes hout om een stoel van te maken en een suikerklontje om van te snoepen. Maar nooit teveel, want anders zou het kunnen opvallen. Op een dag komt het twaalfjarige jongetje Sho bij de oude dames inwonen, in afwachting van een dringende medische behandeling in de stad. De ouders van Arrietty hebben er bij haar altijd op aangedrongen dat ze nooit door grote mensen gezien mag worden; in dat geval zou de kleine familie moeten verhuizen. Maar de avontuurlijke Arrietty is eigenwijs, en Sho ziet haar per ongeluk tijdens een van haar tripjes door het huis. Dat is het begin van een bijzondere vriendschap tussen het grote jongetje en het kleine meisje.