Hiromasa Yonebayashi réalise cet anime japonais du Studio Ghibli.

Lorsque son asthme s'aggrave, Anna, un garçon manqué de 12 ans (voix de Hailee Steinfeld), est envoyée par sa mère adoptive chez des parents dans une ville de bord de mer dans l'espoir que l'air pur améliorera son état.

Sur place, Anna aperçoit un vieux manoir abandonné de l'autre côté d'un marais salant, mais lors de ses visites répétées, elle trouve le bâtiment en parfait état et apprend que Marnie (Kiernan Shipka), une jeune fille blonde, y vit.

Les deux filles deviennent amies, mais la frontière entre la réalité d'Anna et son monde imaginaire s'estompe, ce qui la laisse perplexe quant à la véritable identité de Marnie.

Alors qu'elle tente de découvrir la vérité sur sa nouvelle amie, Anna fait également des découvertes sur elle-même...