海底与人间各自生存，互不干扰。参加成人礼后的椿化身一条红色大鱼前往人间历世7天途中偶遇人间少年鲲，被其吸引，缘份至此而起。归途中椿被海里的鱼网网住，少年鲲救其脱险后被卷入漩涡死亡。
伤心不已的椿得灵婆相助，以自己的一半寿命换回鲲的灵魂，照顾、陪伴小小鲲长大。这是违反各个纬度相处规则的事件，所以天地生异象，保护鲲的过程困难重重。与椿一起长大的少年湫一直喜欢着椿，无奈椿的眼里只有鲲。
湫为保护椿被毒蛇咬伤，生命危在旦夕。爷爷为救湫而死，化身为海棠树。奶奶亦逝去不久，化身凤凰。爱不成并未生恨意，痛苦无助的湫不但一如既往陪伴、照顾着椿，还与椿一起照顾着慢慢长大的鲲。得知椿与鲲命运相连、同生共死的真相后，湫去见灵婆，决意用自己的生命成全二人。
自从换回鲲的灵魂，海底世界平静安然的秩序被打乱，雨水变咸，海水倒灌，家园倾倒，亲人离散，愤怒的族人们追杀罪魁祸首鲲。湫打开天门帮助鲲和椿逃走，避险前行的鲲返回，在灵婆的帮助下挽救了椿，新生的椿法力全失。湫继续帮助鲲与椿回归人间，不惜牺牲生命……
《大鱼海棠》蕴含着很多中国元素，画风中有着《宝莲灯》、《小倩》、《天书奇谭》等经典国漫的影子，片中对于中国古典元素的运用非常多，无论是客家土楼、红灯笼还是龙凤、貔貅，都是非常中国化的东西，而很多稀奇古怪的生物都是《山海经》和《逍遥游》有所记载的精怪。
电影的主旨是为爱牺牲，影片用中国神话故事的方式向观众传达了一种哲学思想，歌颂和赞美这种对待人生的态度，要坚持自我本性，发挥自己的力量，把生命贡献在有意义的道业上，实现自我价值，让生命绽放美丽之花，即使凋谢也永不遗憾。这种哲学思想本身就是一种美，能感染每一个人反思自身，向更美好的人生努力。
