千寻在和爸爸妈妈去郊外新家的路上,爸爸将车意外开到了一个古老的城楼前,城楼下面有长长的隧道。好奇的父母带着她走了进去,结果隧道的那边是另外一个世界,父亲却误以为这是以前经济泡沫未破时盖的仿古游乐城。父亲循着诱人的饭香来到了空无一人的小镇上,屋子里摆满了可口的食物,父亲和母亲迫不及待的大快朵颐。但是当千寻再看父母时,他们已经变成了猪。这时渐黑的小镇上亮起了灯火,而且一下子多了许多样子古怪、半透明的人。
千寻仓皇逃出,一个叫白龙的人救了她,喂了她阻止身体消失的药,并且告诉她怎样去找锅炉爷爷以及汤婆婆及必须获得一份工作才能不被魔法变成别的东西。
善良的千寻作为小玲的手下幸运的在浴池找到了一份打杂的工作,而且渐渐的也不再被那些怪模怪样的人吓到,她结识了对他独有好感的无面人,成功地招待了肮脏的河神。
她从小玲那了解那白龙是凶恶的汤婆婆的弟子。一次她偶然发现白龙(变身为一条龙)被一群白色飞舞的纸人打伤,为了救受伤的白龙,她用河神送给她药丸驱出了白龙身体里的封印印章以及汤婆婆为了控制白龙在他身体里埋下的虫子,封印是汤婆婆命令白龙从钱婆婆那里偷来的,但是白龙还是没有苏醒。而小千从锅炉爷爷那里得知白龙是为了跟汤婆婆学习魔法才会受她控制。
千寻决定去钱婆婆那里走一趟,带着汤婆婆的宝贝孩子(已被钱婆婆变成了老鼠)、宠物鸟以及无面人坐上了去沼底的火车。
丢了孩子的汤婆婆大惊失色,这时已恢复的白龙以找回她的孩子为条件,让婆婆将千寻还有她的父母送回人间。当千寻在钱婆婆家时,白龙来到了并接他们一块回去,最后千寻终于和父母一块回到了现实的世界。