Chihiro menjadi depresi setelah kehilangan kedua orangtuanya, diperparah oleh penemuan bahwa dunia sekelilingnya telah berubah dan tubuhnya tampaknya akan menghilang. Seorang anak laki-laki misterius bernama Haku muncul, mengamankan Chihiro, dan memberinya beberapa pil untuk makan, yang membuat dia terlihat lagi. Dia menyelundupkan Chihiro ke sebuah pemandian besar yang dimiliki dan dioperasikan oleh penyihir Yubaba, di mana ribuan roh datang untuk menyegarkan diri. Haku memberitahu Chihiro bahwa satu-satunya cara dia bisa tetap dalam semangat-dunia cukup lama untuk menyelamatkan orang tuanya adalah dengan mendapatkan pekerjaan di pemandian Yubaba ini. Ketika Chihiro bertanya Haku bagaimana ia tampaknya tahu dia begitu baik, Haku menjawab bahwa ia telah dikenal Chihiro sejak masih sangat kecil.  

Pada awalnya Ia mencoba untuk mendapatkan pekerjaan dari Kamaji, pria boiler, namun ditolak. Kamaji memanggil seorang pelayan bernama Lin, untuk membawa Chihiro ke yubaba. dalam tempat tinggal atap Yubaba, Chihiro berulang kali meminta pekerjaan, mengesampingkan penolakan penyihir mengerikan itu. Yubaba akhirnya menyetujui, dengan syarat bahwa Chihiro menyerahkan namanya. Yubaba mengambil kepemilikan nama Chihiro dengan memegang karakter kanji dari Chihiro saat menandatangani kontrak, meninggalkan nama Chihiro dengan satu bagian dari satu karakter dari nama dua karakter aslinya, dalam isolasi diucapkan "Sen". Mengambil nama seseorang memberikan Yubaba kekuatan untuk menjaga pemiliknya dalam pelayanan selamanya, ia mengungkapkan bahwa Haku juga dalam pelayanan Yubaba, dan tetap begitu karena dia telah mengambil bagian dari nama lengkapnya. 

Sementara di tempat kerja, Sen memberikan masuk ke spirit semangat yang dipanggil No Face, yang kembali menguntungkan dengan membantu dia mendapatkan air yang dibutuhkan untuk mandi sebuah "sigil bau" yang tidak ada orang lain akan membantu. Setelah mandi, spirit bau diturunkan menjadi semangat sungai yang kuat yang memberikan penghargaan Sen dengan muntah yang kuat. Selanjutnya, Sen melihat Haku dalam bentuk naga putih, dan kemudian membantu menyelamatkan dia dari penyerangan burung kertas. Melihat Haku terluka, Sen bertemu anak bayi besar Yubaba, Boh. Sen menemukan Haku, yang diserang oleh Zeniba, saudara kembar Yubaba, karena Haku telah mencuri segel nya. Ketika Boh mengalihkan perhatian Zeniba, ia mengubah Boh menjadi tikus, dan Yubaba gagak menjadi burung kolibri. Zeniba mengatakan Sen bahwa Haku telah mencuri segel emas sihir darinya, dan memperingatkan Sen bahwa ia membawa kutukan mematikan. Haku lalu merobek menaiki burung kertas yang tersisa, menyebabkan Zeniba menghilang. Setelah Haku menyelam ke ruang boiler dengan Sen dan Boh di punggungnya, ia feed dirinya bagian dari pangsit. Melakukan hal ini, Sen menyebabkan Haku untuk meludahkan segel yang dicuri, yang telah ditenelan. Dia juga tersedak sampai siput hitam, yang squishes Sen belum Haku tetap pingsan. Berharap untuk mengangkat kutukan Zeniba dan menyimpan Haku dari koma, Sen memutuskan untuk berangkat untuk mengembalikan segel ke Zeniba.

Sementara itu, No Face telah menjadi mabuk dengan suasana serakah pemandian dan membengkak menjadi rakasa besar, memberikan ilusi emas untuk para pekerja pemandian dalam pertukaran untuk makanan. Ketika para pekerja tidak memenuhi tuntutannya, dia makan beberapa dari mereka; ini menyebabkan panik dan seluruh pemandian dilemparkan ke kekacauan. Sen berhasil memecahkan masalah dengan makan ada Face muntah tersisa, membuatnya memuntahkan beberapa juta ton racun hitam dan pekerja pemandian, kemudian membawa dia keluar dari pemandian. Tidak ada Wajah beralih ke mantan ukuran dan kepribadian sopan, dan bersama dengan Sen dan Boh, perjalanan dengan kereta api ke pondok Zeniba yang jauh. Di rumah Zeniba ini, Sen memberikan sigil kembali ke Zeniba, meminta maaf karena telah squished siput hitam. Sebuah Zeniba geli mengungkapkan bahwa siput telah menjadi salah satu sarana Yubaba yang mengendalikan Haku, dan bahwa kutukan mengenakan segel telah rusak oleh persahabatan Sen.

Di pemandian, Yubaba menemukan adanya Boh dan sangat marah. Haku, sekarang dihidupkan kembali dan dikembalikan ke bentuk manusia, menawarkan kembali aman Boh dengan imbalan Sen dan orangtuanya untuk dibebaskan dan dikembalikan ke normal. Yubaba menerima, tapi berjanji untuk mengatur Sen satu tugas akhir. Seiring dengan Boh dan burung kolibri, Haku dan Sen terbang kembali ke pemandian, meninggalkan No Wajah hidup dengan Zeniba sebagai asistennya. Dalam perjalanan ke pemandian, Chihiro ingat pertemuan disarankan sebelumnya dengan Haku: beberapa waktu lalu, ia telah jatuh ke sungai dan diselamatkan oleh roh sungai. Dia kemudian menyadari bahwa semangat sungai ini, yang disebut Kohaku River, dan temannya Haku adalah satu dan sama (dan dengan demikian mengungkapkan nama asli Haku). Pada realisasi ini, bentuk naga Haku adalah molted pergi, dan dia benar-benar dibebaskan dari kontrol Yubaba ini. Yubaba dan banyak orang telah berkumpul untuk menyaksikan tugas akhir Chihiro: untuk memilih orang terkutuk dia dari sekelompok babi. Chihiro benar menyatakan bahwa tidak ada babi yang ditampilkan oleh Yubaba orangtuanya, dan dengan demikian memenangkan kembali kedua kemanusiaan orangtuanya dan kebebasan sendiri dari pemandian. Setelah itu, Haku mengambil Chihiro untuk bergabung kembali orangtuanya dipulihkan. Ia tawaran perpisahan dan berjanji bahwa ia akan datang melihatnya lagi. Sebagai Chihiro dan orang tuanya kembali ke Bumi, orang tuanya kehilangan semua memori dari kunjungan mereka ke dunia roh. Keluarga kemudian mendapat kembali mobil mereka dan melanjutkan perjalanan mereka ke rumah baru mereka. Miyazaki sendiri telah menyatakan bahwa Chihiro juga lupa petualangan nya di dunia roh, tetapi sulit untuk mengatakan dalam versi bahasa Inggris atau tidak dia karena butuh baris tambahan dialog ditambahkan di akhir. Garis-garis tambahan dari ayah Chihiro dan dirinya; ayahnya khawatir tentang dia harus tinggal di tempat lain dan pergi ke sekolah yang berbeda, tetapi Chihiro menjawab bahwa dia pikir dia bisa mengatasinya. Dalam versi Jepang, dia hanya diam-diam berpikir tentang petualangan nya.