Dans le Japon de la Seconde Guerre mondiale (l'histoire se passe durant l'été 1945), deux enfants, Seita (un 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. Après avoir vainement tenté de contacter leur père, un officier supérieur de la Marine, Seita et Setsuko partent habiter chez une tante éloignée. Un temps accueillante, cette femme aux valeurs traditionalistes exerce un poids moral croissant sur les deux enfants. Avec la pénurie, Seita et Setsuko deviennent à ses yeux un fardeau. Aussi, Seita et Setsuko partent et se réfugient dans un abri désaffecté. Celui-ci 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.