Una pequeña es llevada prisionera por unos hombres de lentes negros en un transporte aéreo. De improviso, éste es atacado por unos piratas. En la confusión, la niña trata de escapar y en el proceso se lleva un medallón que los piratas conocen como "levipiedra", pero en el intento cae de la aeronave. En el curso de su caída se desmaya, pero el medallón se ilumina y la hace descender lentamente. Cerca de ahí, en una colonia minera, el joven Pazu ve bajar una luz y corre a su encuentro. Es la pequeña, a quien Pazu recoge, pone a salvo y luego lleva a su casa. Ya por la mañana, mientras Pazu da de comer a sus palomas, la pequeña despierta y conversa con él. Le dice que se llama Cita, y Pazu le cuenta cómo la encontró y también acerca de la misteriosa isla flotante Laputa, que su padre logró fotografiar y él se empeña en encontrar. Sin embargo, son interrumpidos por unos hombres a los que Cita reconoce como los piratas. Ambos logran escapar, pero no por mucho tiempo, y para tratar de perderlos se suben a uno de los trenes que pasaban por ahí. La líder de los piratas, llamada Dora, es una mujer de armas tomar y lleva su automóvil sobre los rieles del tren, colocados sobre altísimos pilotes, para seguir a los dos niños. Éstos logran evadirla hasta que el ejército los detiene, acompañados de los hombres de anteojos negros. Una vez más, Cita y Pazu tratan de huir, pero los piratas destruyen los rieles del tren y ambos quedan colgando de una tabla. Sin poder sostenerse, caen, pero una vez más la levipiedra brilla y deposita sanos y salvos a los niños en lo profundo de una mina. Allí, Cita le cuenta a Pazu que el medallón que lleva ha estado en su familia durante generaciones y es una herencia. Luego se encuentran.con un viejo minero llamado Pomu, quien les habla de Laputa y de sus leyendas. Al salir de la mina, Cita le explica a Pazu que además del medallón, heredó un nombre: Lucita Toelle Ul Laputa. En ese momento, el ejército los toma prisioneros y los lleva a una fortaleza. Una vez allí, un hombre llamado Muska le muestra a Cita un robot, la evidencia de la existencia de Laputa y aparte la llama por su nombre heredado, al tiempo que le explica su significado: "Lucita, Verdadera Reina de Laputa". No obstante, Cita está más preoupada por la seguridad de Pazu, así que canjea la libertad de su amigo por su cooperación en la búsqueda de Laputa. Pazu es entonces puesto en libertad y regresa muy apesadumbrado a su casa, y ahí es capturado por la banda de piratas que lo estaba esperando, los mismos que lo acusan de haber vendido a su amiga. Para demostrar que es mentira, Pazu le pide a Dora que lo dejen ir con ellos, y todos juntos parten a buscarla. Cita, prisionera en la fortaleza, recuerda unas antiguas palabras que su madre le dijera para los momentos malos, y al pronunciarlas se ilumina la levipiedra. El robot se activa en lo profundo y empieza a destruir la fortaleza en busca de su dueña. Finalmente, da alcance a una atemorizada Cita en lo alto de una torre, justo cuando el medallón indicaba la localización del lugar mítico. Tras poner a salvo a la niña, el robot es destruido por el ejército. En medio del infierno desatado, Pazu logra salvar a su amiga en el último momento. Ahora, ambos, a bordo de la "Polilla Tigre", acompañarán a los piratas en su búsqueda de Laputa. Pero para entrar al lugar se debe atravesar la tormenta “Nido del Dragón”. Tanto los piratas como el ejército llegan al mismo tiempo, éste a bordo del Goliath, una inmensa nave de combate. La nave pirata es derribada, pero Cita y Pazu, que estaban en la cometa de vigilancia, entran en la tormenta y la atraviesan para finalmente posarse en el misterioso castillo flotante, deshabitado por 700 años. Una vez allí, recorren los pasadizos y jardines silenciosos. Se oye una explosión y luego ven cómo el ejército empieza a invadir el castillo y saquearlo. Notan además que los piratas siguen vivos y están prisioneros, y se preparan para ayudarlos. Por su parte, Muska encuentra un pasadizo secreto en busca de lo verdaderamente valioso de Laputa. Los niños corren con tan mala suerte que son descubiertos y Cita es capturada por Muska, quien la lleva por una puerta al interior del castillo. Pazu, por su parte, se escabulle y ayuda a escapar a los piratas, y Dora le suministra algo de armamento para poder buscar a Cita. En lo profundo del castillo, Muska y Cita encuentran una inmensa levipiedra que hace flotar al castillo y es la fuente de un terrible poder. Allí, Muska se revela como Romuska Palo Ul Laputa, también descendiente de los pobladores de Laputa al igual que Cita, pero de un clan distinto al de ella. Por su lado, los del ejército comprenden que Muska los ha traicionado, y al atacarlo son casi diezmados. Pazu llega por fin hasta Cita, quien le entrega el medallón que le había quitado a Muska. Pazu le propone a Muska dejar libre a Cita y él le entregará el medallón que tiene oculto, y se acerca a conversar con ella. Una vez juntos, le dice que lleva el medallón consigo y que Cita debe decir las palabras que destruirán el castillo y sepultarán su poder destructivo para siempre. Sin miedo, los dos niños pronuncian las palabras tomados de las manos y la parte inferior del castillo empieza a desmoronarse. Dora y los piratas apenas logran escapar, y Muska muere en la destrucción. Los piratas se preguntan por el destino de los niños, y es mucha su alegría al verlos llegar en la cometa de exploración, tras sobrevivir en las raíces de los árboles. Pero su felicidad es doble, pues, como buenos piratas que son, cargaron con todos los tesoros que pudieron en la huida. Ahora, Laputa, impulsada por la levipiedra gigante, se eleva y aleja rápidamente para quedar fuera del alcance de los seres humanos y de cualquier uso maligno que se pueda hacer de ella.