La película es un retrato de la vida rural japonesa en los años cincuenta. Un profesor universitario se muda junto a sus dos hijas a una casa cerca de un bosque mientras su mujer se recupera de tuberculosis en un sanatorio rural. Sus hijas descubren la existencia de los "conejillos de polvo", de este modo aprenden que hay seres que no todos pueden ver, como los espíritus del bosque, solamente aquellos de corazón puro. Mei, de cuatro años de edad, resulta fascinada al encontrar dos pequeños espíritus y se determina a encontrar al rey del bosque, Totoro.

El joven Seita y su pequeña hermana Setsuko son hijos de un oficial de la marina japonesa. Durante la Segunda Guerra Mundial, ambos viven con su madre, pero un día, en un bombardeo, ellos se retrasan y no consiguen llegar al bunker donde ella los espera. Después del bombardeo los dos hermanos buscan a su madre, y Seita la encuentra muy malherida en la escuela que ha sido convertida en un hospital de urgencia. Poco después la madre muere y, tras una breve estancia en casa de su tía, ambos vagarán sin casa y sin rumbo, en una época donde la comida y la ayuda escasean.