광산촌 슬랙 계곡에서 기계 견습공으로 밝게 살고 있던 고아 소년 파즈는 어느날 빛이 나는 목걸이를 한 채 하늘에서 떨어지는 한 소녀(시타)를 구해준다. 소녀는 집안 대대로 전해져 오던 목걸이(비행석)로 인해 정부의 군대(무스카 일행)와 해적(도라 일당)들에게 쫓기고 있던 신세. 시타가 이들로부터 무사히 도망갈 수 있게 도와주던 중 파즈는 비행석과 하늘에 떠 있는 성 "라퓨타"가 실제로 존재한다는 사실을 알게 된다. 돌아가신 아버지의 영향으로 라퓨타의 존재를 믿고 있던 파즈는 시타와 함께 라퓨타를 찾기로 결심한다. 하지만 파즈와 시타는 그들을 쫓던 군대에게 잡히고, 시타는 정부 비밀 조사관인 무스카에게 파즈를 풀어주는 조건으로 협력을 약속한다. 군대에서 풀려난 파즈는 시타를 구하기 위해 도라 일당에 들어가고, 그들과 함께 시타를 구해온다. 그러나 시타로 인해 봉인이 풀려 라퓨타의 위치를 가리키게 된 목걸이(비행석)는 무스카에게 빼앗기고 만다.
군대와 무스카는 거대한 비행선 골리앗을 타고 라퓨타를 찾아 나서고, 그 뒤를 쫓아 파즈와 시타도 도라 일당과 함께 라퓨타를 찾아 나선다. 갑자기 닥친 악천후와 골리앗의 공격으로 도라 일당과 헤어진 파즈와 시타는 우연히 라퓨타에 도착, 라퓨타의 아름다운 정원에 감탄한다. 그러나 그것도 잠시... 도라 일당을 생포한 군대와 무스카 일행도 라퓨타에 도착했다는 사실을 알게 된다. 라퓨타에 도착한 군대는 온갖 파괴행위와 보물을 모으는 데만 급급해 하고, 그 틈을 이용해 무스카는 시타를 잡아 라퓨타 내부로 사라진다. 파즈는 잡혀 있던 도라 일당을 구해주고, 시타를 구하기 위해 무스카를 뒤쫓는다. 시타와 함께 라퓨타 내부의 거대한 비행석이 있는 중추에 다다른 무스카는 시타에게 자신 또한 라퓨타 왕가의 일족이였음을 밝힌다. 그 옛날 지상으로 내려 온 라퓨타 왕가는 시타와 무스카의 일족, 이렇게 두 갈래로 나눠졌던 것. 무스카는 과거 라퓨타의 힘을 부활시킴으로 세계를 지배하고자 한다. 무스카의 수중에 넘어간 라퓨타로 인해 끔찍한 살상이 자행되자 시타는 파즈와 함께 할머니로부터 배운 파멸의 주문을 외운다.
