Año 1944, tras la victoria de Franco. La niña Ofelia (Ivana Baquero) y su madre, Carmen (Ariadna Gil), convaleciente a causa de un avanzado estado de gestación, se trasladan hasta un pequeño pueblo en el que se encuentra destacado el nuevo marido de ésta, Vidal (Sergi López), un cruel capitán del ejército franquista por el que la niña no siente ningún afecto. La misión de Vidal es acabar con los últimos vestigios de la resistencia republicana que permanecen escondidos en los montes de la zona. También allí se encuentra Mercedes (Maribel Verdú) -una joven que se encuentra a cargo de los demás miembros del servicio- y el doctor (Álex Angulo) que se hará cargo del delicado estado de salud de Carmen. Una noche, Ofelia descubre las ruinas de un laberinto y allí se encuentra con un fauno (Doug Jones), una extraña criatura que le hace una increíble revelación: Ofelia es en realidad una princesa, ultima de su estirpe, a la que los suyos llevan mucho tiempo esperando. Para poder regresar a su mágico reino, la niña deberá enfrentarse a tres pruebas que poco a poco irá superando…