Dans le Japon de la Seconde Guerre mondiale (l’histoire se passe à l’été 1945), deux enfants, Seita (adolescent de 14 ans) et sa jeune sœur Setsuko (qui a 4 ans), se trouvent livrés à eux-mêmes après la mort de leur mère, suite au bombardement massif à la bombe incendiaire de Kōbe par les États-Unis. Seita tente en vain de contacter leur père, militaire, et partent habiter chez leur tante, mais celle-ci leur dit que pour manger il faut travailler. Seita commence à travailler pour sa tante, mais cela ne lui suffit jamais. Aussi, Seita et Setsuko partent et se réfugient dans un bunker désaffecté. Cet abri est illuminé la nuit par des milliers de lucioles. Les problèmes s’enchaînent : la nourriture vient à manquer, Setsuko tombe malade… Seita se met alors à voler de la nourriture.