Porco Rosso es un cerdo mercenario que habita en una isla abandonada. Su nombre original es Marco Pagotto y ha sido piloto de la Fuerza Aérea de Italia. Luego del asalto a un barco por parte de la banda de piratas aéreos "Mamma Aiuto" ('Mamá, ayúdame'), es llamado para rescatar a las niñas que fueron tomadas como rehenes. Porco, en su vistoso y rápido hidroavión rojo, reduce sin problemas a los secuestradores, rescata a la niñas y se lleva la mitad del botín.
Por la noche, Porco va al hotel Adriano, donde además de conocer al piloto estadounidense Donals Curtis, cena acompañado de su hermosa amiga Gina, quien le cuenta que su tercer marido ha fallecido. La banda Mamma Aiuto, tras asaltar el barco Reina del Mediterráneo, manda el mensaje de que está buscando a Porco. Por problemas con el motor de su hidroavión, éste se ve obligado a partir hacia Milán, mas durante el trayecto es desventajosamente atacado por Curtis. El estadounidense cree haber eliminado a Porco, así que se lleva un pedazo del fuselaje que encontró a manera de prueba; mientras tanto, el maltrecho Porco consigue llegar destartaladamente al taller de los Piccolo, en Milán. Fio, la nieta del dueño, será la encargada de rediseñar la nave de Porco, la cual además será potenciada con el poderoso motor Hallvolley.
El gobierno entretanto busca a Porco, quien logra escapar con su hidroavión gracias al dato de su ex compañero, el mayor Ferrarin. Pero no todo ha salido según los planes de Porco, pues tiene que llevar a Fio en su viaje de regreso. Por su parte, Curtis ingresa al jardín de Gina, la cual le cuenta que ella espera a que Porco vaya a verla a su jardín para decirle que lo ama, mas él sólo se aparece de noche. Entonces, levanta la vista, y ve el hidroavión dando vueltas al hotel, a manera de saludo para ella.
Porco y Fio llegan al escondite del cerdo, donde son sorprendidos por piratas que pretenden lincharlo; sin embargo, tras la oportuna intervención de Fio, se llega al acuerdo de un duelo entre Porco y Curtis. La apuesta consiste en que si gana Porco, Curtis pagará el saldo de la cuenta por la reparación del hidroavión; en cambio, si gana Curtis, Fio se casará con él.
Por la noche, Porco le cuenta a Fio que era miembro de un escuadrón, cuando un día su grupo fue atacado. Entonces él, de alguna forma, llegó a la entrada del Cielo, al cual su amigo y primer esposo de Gina entró; no obstante, Porco fue devuelto.
El día del duelo llega. Las naves parten y cada piloto da lo mejor de sí. Tras un intenso combate, el arma de Porco se traba y Curtis se queda sin parque, por lo que bajan a pelear a puño limpio. Entonces Curtis le cuenta lo que supo de Gina. Al final los dos terminan rendidos y caen bajo el agua, cuando llega Gina a decirles a todos que la Fuerza Aérea viene por ellos. En ese instante Porco emerge y es declarado ganador. Gina parte con Fio, pues Porco y Curtis deberán distraer a los aviones de la milicia en tanto el público escapa. Antes de partir, Fio le da un beso a Porco.