电影开始，小美人鱼小妮偷偷骑着爷爷的座头鲸想到岸上透气
途中不小心与一艘渔船相撞，将重要的鳞片弄丢
找不到回家的路的同时，家人也无法联系她
在一次偶然的机会下，少女艾米和齐齐在标本室里发现了她
好心的两人决定偷偷将她运回家中
在聊天的过程中，艾米和齐齐得知小妮的双脚只要碰到水就会变为人鱼的尾巴
而且人鱼还拥有超能力，而艾米的爷爷患有老年痴呆
于是小妮施展超能力让爷爷终于认得了艾米
但爷爷的这段记忆只维持了几分钟
小妮认为超能力失效是因为鳞片丢失的缘故
三人决定开始寻找鳞片
隔天，艾米和齐齐便带上小妮一起上学
但一进教室就不小心把墨水甩到了大姐大小罗的脸上
好心的她帮小罗擦去墨水时，连同脸上的妆也帮她一起擦掉
回到宿舍的三人讨论这件事情都大笑不止
突然间小妮感受到了鳞片好像就在附近
于是三人赶紧出门找鳞片
在途中，小妮听到了一个微弱的求救声
三人发现草丛里有一只乌龟迷路了
她们决定将乌龟送回家，误打误撞的过程中却遇见了校草小正
这只乌龟原来是他的宠物
为了感谢三人，小正请她们来到家中做客
在参观过程中，小妮发现一个相框上镶着她的鳞片
但鳞片已经失去了光泽，原来最开始捡到鳞片的是一个热衷研究鱼类的变态老师
不巧的是鳞片被一只猫带到了校草小正的家中
而鳞片的光泽已经附在他的身上，融为一体了
回家后的三人商量让小妮通过接吻的方式将鳞片的光泽吸收回来
一年一度的校花之夜到来，小正之前邀请小妮做他的舞伴
却迟迟不见小妮的身影，原来变态老师发现了小妮是美人鱼
将她绑架回到家中，兴奋的准备开始解剖
艾米和齐齐冒着生命危险最终还是将小妮救出
而另一边的校花之夜，等不到舞伴的小正无奈只能与小罗共舞
小罗也不出意外的当选了本届最美人气校花
正当这时候，小妮惊艳出场
她却用歌声与一个人告别
小正再也控制不住自己的情感
冲上台与小妮拥吻，台下的所有人都为这结局拍手叫好
重得鳞片光泽的小妮最终还是离开了人类世界
她骑着座头鲸慢慢消失在海洋的尽头
电影到此也就结束了，虽然最后小正与小妮没有在一起
但收获了友谊和爱情的小妮依旧是幸福的
