아픈 엄마를 대신해 동생 머리도 묶어주는 상냥하고 의젓한 언니 '사츠키'와 장난꾸러기에 호기심 많은 여동생 '메이'는 사이좋은 자매다. 도쿄에서 대학 연구원으로 일하는 자상한 아빠는 엄마의 병세가 호전되자 자매는 아빠를 따라 엄마가 퇴원 후 요양할 수 있는 한적한 시골로 이사한다. 도토리나무가 우거진 숲 한복판에 위치한 다 쓰러질 것처럼 낡은 집, 자매는 두려움을 느끼지만, 집 안 구석구석을 청소하면서 새로운 생활에 마음이 설렌다. 사츠키가 학교에 가 있는 동안 항상 혼자인 메이는 어느 날 신기하게 생긴 작은 동물을 쫓아 숲 속에서 헤매다가 순수한 어린 시절에만 볼 수 있는 도토리나무의 요정인 '토토로'를 만난다. 메이는 사츠키가 돌아오자마자 '토토로'를 만난 이야기를 늘어놓는데 사츠키는 믿지 않는다.

비가 몹시 쏟아지던 날, 정류장에서 우산을 들고 아빠를 기다리던 사츠키도 토토로를 만나게 된다. 비를 맞은 토토로에게 우산을 건네자 토토로는 고마움의 표시로 도토리 씨앗을 준다. 토토와의 만남으로 행복감에 부풀어 있는 사츠키와 메이, 그러나 그때 병원에서 엄마의 병세가 악화하여 퇴원이 연기되었다는 우편이 왔다. 주말에 엄마를 볼 생각에 들뜬 메이는 실망하여 혼자 엄마를 찾아 병원으로 떠났다가 길을 잃는다. 온 동네를 뒤졌지만 메이는 흔적조차 없고 저수지에선 어린 여자아이의 샌들이 발견되는데 과연 사츠키는 메이를 찾을 수 있을까?