В глубочайшей части океана расположен коралловый дворец морского царя, который после смерти супруга управляется его матерью — мудрой и почтенной женщиной. Она заботится о своих шести внучках — прекрасных принцессах-русалках, среди которых выделяется самая младшая, тихая и задумчивая с глазами цвета морской воды. Как и у всех русалок, у неё вместо ног рыбий хвост. Русалочка предпочитает проводить время в своём саду с ярко-красными цветами и мраморной статуей юноши, упавшей с погибшего корабля. Обнимая статую, она мечтает о мире людей, городах и животных.

Согласно традиции, в шестнадцатилетие русалка впервые поднимается на поверхность, чтобы увидеть землю. Младшая из сестер выходит на свет после них. Она появляется возле трёхмачтового корабля, с палубы которого доносятся звуки музыки. В каюте она замечает множество нарядных гостей и среди них принца с чёрными большими глазами, очень похожего на мраморного юношу из её сада. На корабле отмечают шестнадцатилетие принца. Вечером начинается фейерверк, в ночном небе вращаются огненные фигуры, а на палубе звучит музыка.

Позже начинается шторм, в результате которого корабль переворачивается и разбивается. Русалочка спасает принца, поддерживая его и приплывая к берегу с белым зданием, похожим на церковь или монастырь. Она оставляет принца на песке, после чего к нему приходят люди из здания. Придя в сознание, принц улыбается, однако не узнаёт спасительницу, и это огорчает русалочку. Она уходит в море.

Русалочка рассказывает сестрам о случившемся, и они приводят её к дворцу принца. С тех пор она каждый вечер приплывает туда и долго наблюдает за юношей. Часто слышит от рыбаков добрые слова о принце и радуется, что сумела его спасти.

Русалочка интересуется у бабушки жизнью людей и узнаёт, что их жизнь короче, чем у русалок, но у них есть бессмертная душа, которая после смерти поднимается на небо. Русалки живут триста лет, но бессмертной души не имеют, и после смерти превращаются в морскую пену. Русалка может обрести душу, если кто-то из людей полюбит её и обвенчается с ней, однако это невозможно, так как хвост русалок людям кажется безобразным, и чтобы понравиться, нужно иметь ноги, которые считаются неуклюжими подпорками.

Любя принца, русалочка готова на всё ради получения бессмертной души. Она покидает бал сёстёр и обращается к морской ведьме, которая соглашается приготовить зелье, меняющее хвост на ноги. После превращения походка будет грациозной, но ходьба причинит сильную боль. Ведьма предупреждает, что, став человеком, русалочка навсегда потеряет связь с морем, и если принц женится на другой, её сердце разорвётся, и она превратится в пену. За зелье она требует голос русалочки. После передачи зелья ведьма отрезает ей язык.

Ночью у дворца принца русалочка пьёт зелье и испытывает сильную боль, теряет сознание. Очнувшись, она видит принца и обнаруживает две маленькие ноги вместо хвоста. Принц пытается узнать, кто она, но она молчит. Он берёт её за руку и ведёт во дворец, где она терпит боль, сохраняя лёгкость походки.

Во дворце русалочку наряжают в шёлк и кисею, и она становится первой красавицей. Немая, она танцует превосходно, вызывая восхищение. Принц называет её своим маленьким найденышем и привязывается к ней, однако его чувства носят детский, дружеский характер, и он не думает о браке с ней.

По просьбе родителей принц отправляется к соседнему королю, чтобы познакомиться с его дочерью, взяв с собой русалочку. Между принцем и принцессой возникает любовь, они обручаются и вскоре женятся. Во время возвращения на родину на корабле устраивают праздничный шатёр для молодожёнов.

Русалочке остаётся один вечер с тем, ради кого она отказалась от семьи, голоса и с кем вынуждена терпеть страдания, оставаясь при этом незамеченной. На корабле продолжаются танцы и музыка, а она испытывает смертельную боль в душе.

Когда корабль затихает, русалочка остаётся на палубе в ожидании рассвета. Она замечает своих сестёр с обрезанными волосами, которые пожертвовали ими ведьме, чтобы помочь спасти её. Ведьма дала им острый нож, которым русалочка должна убить принца. Если его кровь попадёт на её ноги, они превратятся в хвост, и она сможет вернуться домой и прожить свои триста лет. Сёстры уходят, оставляя её с этим выбором.

Русалочка поднимает занавес шатра и видит спящую на груди принца невесту. Она целует принца, бросает нож в море, а затем с разбитым сердцем прыгает в воду, превращаясь в морскую пену.

После смерти русалочка становится дочерью воздуха — существом, способным летать благодаря лёгкости, но также лишённым бессмертной души. Они могут получить её через добрые дела, совершаемые для людей. Русалочка наблюдает, как принц и его жена ищут её, невидимая целует невесту, улыбается принцу и вместе с другими дочерьми воздуха поднимается к розовым облакам.