La storia segue le vicende di Anna, una bambina che vive con una madre adottiva che lei chiama zia. La bambina ha diversi problemi a relazionarsi e a farsi degli amici, così viene mandata in una casa di campagna, in una zona costiera, per vedere se nuovi posti ed aria fresca riescano a farle del bene. Durante una notte particolarmente difficile, la bambina scappa di casa e si ritrova in riva all'acqua, quando incontra una misteriosa bambina bionda dagli occhi azzurri, vestita con un vestito dell'epoca.
Marnie si rivelerà essere anche lei una bambina con problemi di relazioni, solitaria ed isolata: le due cominceranno a sviluppare un'amicizia segreta, possibile solo la notte, quando le due si incontrano.
Secondo il critico del portale in lingua inglese, When Marnie Was There è una favola melanconica che non catturerà i bambini come hanno fatto in passato altri film dello Studio Ghibli come Il mio vicino Totoro o Kiki - Consegne a domicilio, ma verrà apprezzata dai fan più grandi grazie ad una storia toccante magistralmente raccontata. Questo grazie anche al mistero centrale non svelato della relazione tra le due che porterà ad una triste conclusione.