电影海兽之子剧情讲述了一名叫琉花的少女在机缘巧合之下结识了两位神秘少年“海”和“空”，并追随两位少年的脚步，在星辰大海之间畅游，窥见世界与人生的故事。

　　主人公的琉花是一个脾气略微急躁的普通少女，父母亲都在水族馆中工作，小的时候曾经在水族馆内见到过发光的鱼群，对其记忆尤深。

　　因为琉花脾气的关系，她在中学第二个暑假被参加的运动社团给开除了，百无聊赖的她在去父亲 工作的水族馆中遇见了两名神秘的异国少年，“海”和“空”——据说是被儒艮所养大，可以长时间在 海中生存，且不能过久离开水源的孩子，并且开始了她之后所说的“最漫长的暑假”......

　　故事以一名名为琉花的少女在暑假时和两名神秘少年相遇为起点，见证了生命以大海为起点和终点，诞生死去，循环往复，并从中理解了生命的意义，获得内心的成长。