Анна Сасаки – 12-летняя девочка с низкой самооценкой, живущая в Саппоро с приемными родителями, Йорико и ее мужем. Однажды в школе у Анны случается приступ астмы. По рекомендации врача отправить Анну в место, где чистый воздух, родители решают отослать ее на летние каникулы к родственникам Йорико, Сэцу и Киёмаса Ойва, которые живут в сельском приморском городке, расположенном между Куширо и Немуро.
Анна исследует заброшенный особняк на соленом болоте. Он кажется ей знакомым, но она попадает в ловушку из-за поднимающегося прилива, пока ее не находит Тоичи, старый рыбак. Анна видит в особняке светловолосую девушку. В ночь праздника Танабата она встречает девушку, Марни. Они договариваются держать свои встречи в тайне. Марни приглашает Анну на вечеринку в особняк, где героиня видит ее, танцующую с парнем по имени Кадзухико.
Анна знакомится с Хисако, рисующей пожилой женщиной. Хисако замечает, что рисунки Анны похожи на девушку, которую она знала в молодости. В особняк переезжает семья. Вскоре Анна встречает девушку по имени Саяка, которая отдает ей дневник Марни, спрятанный в ящике стола. Анна рассказывает Марни, что нашла документы, свидетельствующие о том, что ее приемным родителям платят за заботу о ней. Она делает предположение, что они притворяются, что любят ее только ради денег, и говорит, что не может простить свою родную семью за то, что они бросили ее и умерли. Марни рассказывает, что ее родители постоянно уезжают за границу, а ее оставляют с жестокой няней. Горничные издеваются над ней и угрожают запереть ее в силосной яме рядом с особняком. Анна ведет Марни к силосной яме, чтобы побороть ее страх перед ней. Марни преодолевает свой страх, а Казухико утешает Марни.
Саяка находит недостающие страницы из дневника Марни, в которых есть отрывки о Кадзухико и силосной яме. Она и ее брат находят Анну без сознания с высокой температурой. Они возвращают ее в Оивас, где Анна сталкивается с Марни. Марни говорит, что сожалеет о том, что оставила ее, и что она не может больше видеть Анну. Когда Анна приходит в себя, Хисако рассказывает историю Марни: Марни вышла замуж за Казухико, у них родилась дочь Эмили, но Казухико умер от внезапной болезни, и Марни отправилась в санаторий, чтобы справиться с утратой. Не имея другой семьи, которая могла бы позаботиться о ней, Эмили была отправлена в школу-интернат. Марни выздоровела, но подросшая Эмили была обижена на мать за то, что та бросила ее. В зрелом возрасте Эмили сбежала из дома и сама родила дочь, но она и ее муж погибли в автокатастрофе. Марни вырастила внучку, которую после ее смерти отдали в приемную семью.
В конце лета Йорико приезжает забрать Анну домой и радуется, что у Анны появились новые друзья – Хисако, Тоичи и Саяка. Она дарит Анне фотографию особняка и говорит, что он принадлежал бабушке Анны. Когда Анна видит имя Марни, написанное на обороте, она понимает, что является дочерью Эмили и внучкой Марни. Это откровение помогает ей понять, кто она такая. Йорико рассказывает Анне о государственных выплатах, но заверяет ее, что они всегда любили ее. Впервые Анна называет Йорико своей матерью.
Анна прощается со своими новыми друзьями и обещает снова приехать следующим летом, после чего видит Марни у окна особняка и машет ей рукой на прощание.
