ชิฮิโระ โองิโนะ (Chihiro Ogino) เด็กหญิงวัยสิบปี ย้ายบ้านไปกับบิดามารดาอย่างเสียมิได้ ขณะขับรถยนต์ไปเมืองใหม่ พวกเขาหลงทาง และพบสวนสนุกร้าง บิดาของชิฮิโระออกสำรวจทั่วบริเวณ ขณะที่มารดาและจิฮิโระติดตามไปอย่างตะขิดตะขวงใจ ใจกลางสวนสนุกนั้น พวกเขาพบแผงลอยอาหารกำลังสุกส่งกลิ่นชวนรับประทาน ปราศจากทั้งคนขายและลูกค้า บิดามารดาจิฮิโระจึงนั่งลงบริโภค แต่จิฮิโระไม่เห็นด้วยและเดินไปชมดูรอบ ๆ แทน เธอพบโรงอาบน้ำหลังมหึมา ทันใดนั้น เด็กชายคนหนึ่งโผเข้าหาเธอ และเตือนเธอให้เร่งกลับไปก่อนตะวันลับฟ้า เมื่อจิฮิโระวิ่งกลับไปยังแผงลอย เธอพบว่าบิดามารดากลายเป็นสุกรเสียแล้ว และเริ่มปรากฏภูตผีปิศาจเดินขวักไขว่ในสวนสนุกนั้น

ด้วยความตกใจ จิฮิโระวิ่งหนีไปจนพบแม่น้ำสายใหญ่ และทรุดลงร้องไห้ ณ ที่นั้น เด็กชายคนดังกล่าวเข้ามาพบเธออีก และแจ้งชื่อว่า ฮากุ (Haku) เขาบอกว่า เขารู้ชื่อเธอ เพราะเขารู้จักเธอมาตั้งแต่เธอยังเด็กแล้ว เขาเผยว่า ครอบครัวของเธอกำลังอยู่ในโลกของภูต โดยบิดามารดาของเธอรับประทานอาหารของภูตเข้า จึงกลายร่างเป็นสุกร จากนั้น เขานำพาเธอไปยังโรงอาบน้ำ แล้วบอกให้เธอไปพบ คะมะจิ (Kamajī) ชายแก่ผู้มีหกแขนและเป็นพนักงานต้มน้ำ เพื่อของานทำ เพราะในท้องที่นี้ คนว่างงานจะถูก ยูบาบา (Yubāba) แม่มดผู้เป็นเจ้าของโรงอาบน้ำ สาปให้เป็นสัตว์ไว้ใช้งานแทน ดุจเดียวกับที่ยามนี้บิดามารดาของเธอถูกยูบาบากักไว้ในคอก

ชิฮิโระพบคะมะจีที่ห้องต้มน้ำ คะมะจีฝากฝังเธอกับ ริน (Rin) หญิงคนงาน เพื่อให้รินพาเธอไปพบยูบาบา แล้วทำสัญญาจ้างแรงงานกัน เมื่อแรก ยูบาบาไม่ตกลงด้วย แต่ที่สุดก็ยินยอม โดยมีเงื่อนไขว่า เธอต้องเปลี่ยนชื่อเป็น เซ็น (ญี่ปุ่น: 千 โรมาจิ: Sen, ตัดมาจาก 千尋 (จิฮิโระ)) ภายหลัง ฮากุบอกจิฮิโระว่า ยูบาบาควบคุมทาสโดยทำให้ทาสลืมชื่อที่แท้จริงของตน ต่อเมื่อทาสลืมอดีตสนิทแล้ว ก็จะติดอยู่ในโลกของภูตชั่วนิรันดร์ เช่นเดียวกับเขาที่กลายเป็นทาสของยูบาบา เพราะลืมชื่อจริงของตนไปแล้ว จำได้แต่ว่า บางส่วนของชื่อคือ ฮากุ

ระหว่างทำงานที่โรงอาบน้ำในฐานะเป็นผู้ช่วยของรินนั้น จิฮิโระได้พบภูตผีปิศาจมากมาย ครั้งหนึ่ง เธอพบเจอผีตนหนึ่งสวมหน้ากากยืนตากฝนอยู่นอกอาคาร จึงเปิดประตูให้มันเข้ามาหลบฝน ต่อมา ภูตตนหนึ่ง มีร่างกายอันแล้วไปด้วยสิ่งโสโครกส่งกลิ่นคละคลุ้ง จนทุกคนเรียกว่า ภูตเหม็นฉึ่ง (stinky spirit) เข้าใช้บริการโรงอาบน้ำ ชาวโรงอาบน้ำรังเกียจมัน และไม่กล้าให้บริการ ยูบาบาจึงให้จิฮิโระรับผิดชอบ จิฮิโระทำความสะอาดภูตตนนี้จนเกลี้ยงเกลา แล้วพบว่า ที่จริงแล้วมันคือผีเสื้อน้ำ (river spirit) ผู้เลื่องชื่อ มันพอใจที่เธอฟื้นฟูสุขอนามัยให้ และมอบ "ลูกกลอนอาเจียน" (emetic dumpling) ให้เป็นการตอบแทน

ต่อมา จิฮิโระทราบว่าฮากุเป็นมังกร และพบเขาถูกฝูงนกกระดาษชิกิงามิ (shikigami) ไล่ล่าทำร้าย ยูบาบาสั่งให้ฮากุไปขโมยตราประจำตัวของ เซนีบา (Zenība) น้องสาวฝาแฝดของตน เซนีบาจึงปลุกเสกนกพยนต์เข้าโจมตี และติดตามมาถึงโรงอาบน้ำ เซนีบาเปลี่ยนโบ (Bō) ทารกร่างมโหฬารซึ่งเป็นบุตรของยูบาบาให้เป็นหนู และเปลี่ยนอีกาของยูบาบาให้เป็นนกกระจิบ แล้วเรียกให้ฮากุส่งตราคืนมา โดยกล่าวว่า ใครที่ลักตราของนางมา จะต้องคำสาปให้มีอันเป็นไป

จิฮิโระเข้าช่วยเหลือฮากุที่บาดเจ็บไว้ และพากันร่วงหล่นลงสู่ห้องต้มน้ำ คะมะจี พนักงานต้มน้ำ ช่วยพยาบาลฮากุ และจิฮิโระให้ฮากุบริโภคลูกกลอนอาเจียนครึ่งลูก เพื่อให้สำรอกตราของเซนีบาที่ฮากุกลืนเข้าไประหว่างขโมยออกมา ฮากุรากตรานั้นออกมาพร้อมกับทากสีดำตัวหนึ่ง จิฮิโระจึงกระทืบทากดังกล่าวจนแหลกลาญ และกล่าวว่า จะนำตราไปคืนให้แก่เซนีบา เพื่อขอให้เซนีบาถอนคำสาปให้ฮากุ คะมะจีมอบตั๋วรถไฟไปสู่ที่พำนักของเซนีบาให้ โบซึ่งอยู่ในร่างหนูขอติดตามเธอไปด้วย

เวลานั้นเอง ผีสวมหน้ากากที่จิฮิโระเคยเรียกให้เข้ามาหลบฝนข้างในและซาบซึ้งน้ำใจของเธอได้ปรากฏตัวขึ้นเพื่อขอใช้บริการโรงอาบน้ำ มันกลืนคนงานคนหนึ่งลงท้องเพื่ออาศัยเสียงเขาพูด แล้วเรียกคนงานอื่น ๆ ให้ปรนเปรอมันด้วยอาหารจำนวนมาก แลกกลับทองคำจำนวนมาก มันบริโภคอาหารไม่หยุดหย่อนจนร่างกายพองโตอักโข และเริ่มกลืนกินคนงานด้วย ยูบาบาทราบเรื่องจึงเข้าระงับเหตุ นางพบว่าผีตนนี้คือ "ผีไร้หน้า" (No-Face) ที่เคยหมายหัวไว้ว่าห้ามเข้าใช้บริการ นางใช้อาคมต่อกรกับมัน แต่กลับทำให้มันรากท่วมนาง และพลุ่งพล่านอาละวาดทั่ว จิฮิโระจึงโยนลูกกลอนอาเจียนครึ่งที่เหลือให้มันกิน มันสำรอกทุกคนและทุกสิ่งจนสิ้น และกลับคืนสู่สภาพเดิมที่เป็นมิตร ผีไร้หน้าบอกจิฮิโระว่า มันเพียงต้องการเพื่อน เพราะมันไร้บ้านไร้ครอบครัว และขอติดตามจิฮิโระไปที่พำนักของเซนีบาด้วย

จิฮิโระและคณะนั่งรถไฟไปถึงบ้านของเซนีบา พวกเขาพบว่า แม้เป็นน้องสาวของยูบาบา แต่เซนีบามีจิตใจงาม นางต้อนรับพวกเขาอย่างดี และแถลงไขว่า ฮากุเป็นมังกรที่ต้องการเรียนเวทมนตร์ จึงสมัครไปอยู่กับยูบาบา แต่ถูกยูบาบาใช้เล่ห์กลทำให้ลืมชื่อและตกเป็นทาสไป เซนีบาบอกด้วยว่า คำสาปที่ผนึกไว้กับตรานั้นถูกทำลายลงแล้วด้วยความรักที่จิฮิโระมีต่อฮากุ ส่วนทากที่จิฮิโระกระทืบแหลกไปนั้นเป็นคุณไสยที่ยูบาบาใช้ผูกมัดฮากุไว้เป็นทาส เป็นเหตุให้ระหว่างนั้นฮากุฟื้นคืนสติ เขาพบว่า ยูบาบาโมโหโกรธเป็นอันมากที่โรงอาบน้ำพัง ซ้ำจิฮิโระยังหายไปอีก จึงสั่งให้เอาสุกรบิดามารดาของจิฮิโระไปปรุงเป็นอาหารเย็น เขาเข้าขัดขวางโดยแจ้งยูบาบาว่า ได้สังเกตหรือไม่ว่าของรักของหวงของนางหายไป ยูบาบาจึงสังเกตได้ว่า โบ ลูกรัก หายไป ฮากุบอกนางว่า โบไปพบเซนีบากับจิฮิโระ และเสนอว่า ถ้าเขานำพาโบกลับมาให้นาง ขอให้นางปลดปล่อยจิฮิโละพร้อมครอบครัวเป็นไท นางยินดี แต่เน้นย้ำว่า สัญญาระหว่างนางกับจิฮิโระจะสิ้นสุดลงต่อเมื่อจิฮิโระผ่านการทดสอบประการหนึ่ง ฮากุจึงกลับร่างเป็นมังกรโผไปรับจิฮิโระและคณะ ส่วนผีไร้หน้านั้นชอบใจจะอยู่กับเซนีบา

ระหว่างที่ขี่หลังมังกรฮากุกลับโรงอาบน้ำนั้น จิฮิโระนึกถึงถ้อยคำของฮากุที่ว่า เขาเคยพบเจอเธอเมื่อเธอยังเล็ก แล้วหวนระลึกได้ว่า เมื่อเด็กเธอเคยตกแม่น้ำโคฮากุขณะก้มลงเก็บรองเท้า และฮากุเป็นเทพารักษ์แม่น้ำโคฮากุที่ช่วยเธอไว้ ฮากุจึงจดจำได้ว่า ชื่อจริงของตนคือ "แม่น้ำโคฮากุ" และเป็นผลให้ฮากุเป็นอิสระจากยูบาบา ฮากุพาโบมาคืนให้แก่ยูบาบา ยูบาบาทดสอบจิฮิโระโดยให้เธอตอบว่า สุกรตัวใดในฝูงที่อยู่เบื้องหน้าเธอนี้คือบิดามารดาของเธอ จิฮิโระตอบได้ถูกต้องว่า บิดามารดาของตนมิได้อยู่ท่ามกลางสุกรเหล่านี้ สัญญาจ้างงานจึงสิ้นสุดลง ฮากุนำพาจิฮิโระมาสู่ทางเข้าสวนสนุก และให้ "สัญญาใจ" ว่าทั้งคู่ต้องได้พบกันอีก จิฮิโระได้พบบิดามารดาอีกครั้ง คนทั้งสองจดจำเรื่องราวในโลกของภูตมิได้เลย แล้วครอบครัวโองิโนะก็ลาสวนสนุกกลับสู่โลกที่เคยจากมา