Des pirates du ciel, la « bande de Dora », attaquent une forteresse volante ; ils recherchent une « pierre volante » appartenant à une jeune fille, Sheeta (ou Shiita), retenue prisonnière. Cette dernière arrive à s'enfuir pour atterrir chez Pazu, un garçon de son âge. Tous deux découvrent qu'ils ont un point commun : Laputa, une île légendaire flottant dans le ciel. Le père de Pazu l'avait vue de ses propres yeux mais personne ne l'avait cru, le laissant mourir de chagrin ; mais Sheeta a cette « pierre volante » qui conduit jusqu'à l'île. Poursuivis par les pirates et par Muska, un agent des services secrets épaulé par la flotte de l'armée, les deux enfants s'entraident pour y arriver avant eux. Muska veut se servir de la jeune fille pour parvenir à régner sur ces terres…