В самой глубокой части моря стоит коралловый дворец морского царя. Он давно овдовел, и теперь хозяйка во дворце - его старая мать, достойная и умная женщина. Она очень любит своих шестерых внучек, хорошеньких принцесс-русалочек. Особенно хороша младшая, тихая и задумчивая, с синими, как море, глазами. Вместо ножек у неё, как и у других русалок, рыбий хвост. Она любит только свои ярко-красные цветы на круглой грядке и белую мраморную статую прекрасного мальчика, упавшую на дно с погибшего корабля.
Бабушка рассказывет ей о кораблях, городах, людях и животных. Младшей внучке исполняется пятнадцать лет, и ей разрешают всплывать на поверхность моря. Старуха надевает русалочке на голову венец из белых жемчужных лилий. Попрощавшись с родными, Русалочка легко и плавно, как прозрачный водяной пузырь, поднимается на поверхность.
Она выныривает неподалеку от трехмачтового корабля, с палубы которого слышится музыка. В каюте корабля русалочка видит много нарядно одетых людей, но лучше всех молодой принц с большими чёрными глазами, похожий на мраморного мальчика из её сада. Команда корабля и гости весело отмечают его шестнадцатый день рождения. Выйдя на палубу, принц пожимает людям руки, улыбается и смеётся. Затем в воздух взмывают сотни ракет. В ночном небе вертятся колесом большие солнца, крутят хвостами огненные рыбы, становится светло как днём. В тишине чудной ночи продолжает звучать громкая музыка.
Поздно вечером, когда кончился праздник, на море начинается сильный шторм. Корабль принца переворачивается на бок и разбивается на части. Русалочка спасает тонущего принца. Поддерживая его, она долго плывёт в открытом море, пока в поле зрения не возникает берег с красивой рощей и высоким белым зданием вроде церкви или монастыря. Русалочка кладёт принца на песок, так, чтобы его голова лежала повыше. Вскоре из белого здания на помощь приходят люди. Придя в себя, принц улыбается всем, кто находится возле него. Русалочке становится грустно, ведь ей он не улыбнулся и даже не знает, кто спас ему жизнь. Она ныряет в воду и уплывает домой.
Русалочка рассказывает всё сёстрам, и те отводят её ко дворцу принца. С тех пор русалочка каждый вечер приплывает туда и подолгу смотрит на молодого принца. Часто она слышит, как рыбаки рассказывают о нём много хорошего, и радуется, что спасла его.
Русалочке очень хочется побольше узнать о людях и их жизни. Бабушка говорит ей, что люди тоже умирают, их век короче, чем у русалок. Но у них есть бессмертная душа, которая улетает в небо после того, как тело превращается в прах. Русалки же живут триста лет, а когда приходит конец, от них остается лишь пена морская, им не дано бессмертной души. Русалка может получить душу только если кто-нибудь из людей полюбит её и священник соединит их руки в знак вечной верности друг другу. Но этому не бывать никогда, ведь рыбий хвост у русалок считается красивым, но люди находят его безобразным. Чтобы понравится человеку, надо обзавестись двумя неуклюжими подпорками — ногами, как их называют люди.
Русалочка любит принца и готова на всё, чтобы получить бессмертную душу. Оставив сестёр танцевать на балу, она отправляется к морской ведьме. Та соглашается изготовить питьё, выпив которое, рыбий хвост русалочки превратится в пару стройных ножек. При этом сохранится её скользящая, грациозная походка, но ходьба будет причинять ужасную боль. Ведьма предупреждает, что, приняв человеческий образ, русалочка больше никогда не вернётся в родную стихию. Если принц не полюбит её и не возьмёт замуж, она не получит бессмертной души, а когда принц жениться на другой, сердце русалочки разорвётся на части, и она станет пеной морской. В уплату за волшебный напиток ведьма требует прекрасный голос русалочки. Ей останется прелестное личико, воздушная походка и выразительные глаза, «довольно, чтобы покорить человеческое сердце». Отдав русалочке зелье, ведьма отрезает ей язычок, и русалочка становится немой: теперь она не может ни петь, ни говорить.
Ночью русалочка приплывает ко дворцу принца, садится на ступеньку мраморной лестницы и выпивает волшебный напиток. Её пронзает острая боль, и она теряет сознание. Очнувшись днём, она видит перед собой принца. Русалочка опускает глаза и замечает, что вместо рыбьего хвоста у неё появились две маленькие, как у ребёнка, ножки. Принц спрашивает, кто она такая и как сюда попала, но русалочка молчит. Принц берёт её за руку и ведёт во дворец. Русалочка терпеливо переносит боль и идёт своей чудной походкой.
Во дворце русалочку одевают в шёлк и кисею, и она становится первой красавицей. Оставаясь по-прежнему немой, она танцует, как не танцевал ещё никто. Все восхищаются ею. Принц называет русалочку своим маленьким найдёнышем. Он привязывается к ней всё больше и больше, но любил её только как милое доброе дитя. Ему и в голову не приходит сделать её своей женой.
По требованию родителей принц отправляется через море к соседнему королю, чтобы познакомиться с его дочерью. Русалочка едет вместе с ним. Принцесса прекрасна. Они сразу полюбили друг друга, проходит помолвка, и они получают благословение епископа. Принцу пора возвращаться домой. На палубе корабля раскидывают роскошный шатер с чудным ложем для новобрачных.
Лишь один вечер оставаётся русалочке, чтобы пробыть с тем, «ради кого она оставила родных и отцовский дом, отдала свой чудный голос и ежедневно терпела бесконечные мучения, тогда как он и не замечал их… Долго за полночь продолжались на корабле танцы и музыка, и русалочка смеялась и танцевала со смертельной мукой в сердце».
На корабле всё стихает. Русалочка стоит на палубе и ждёт первых лучей солнца. Вдруг около корабля она видит своих сестёр с обрезанными волосами. Сёстры говорят, что отдали свои волосы ведьме, чтобы она помогла спасти русалочку от смерти. Ведьма дала им острый нож, который русалочка должна вонзить в сердце принца. Если его кровь попадёт на её ножки, они снова срастутся в рыбий хвост, русалочка станет прежней и проживёт свои триста лет. «Убей принца и вернись к нам!» — с этими словами сёстры уплывают. Русалочка приоткрывает занавесь шатра и видит, что головка прекрасной невесты лежит на груди принца. Она целует принца, выбрасывает нож в волны, которые краснеют, словно от крови, и бросается в море. Тело её расплывается морской пеной.
После смерти русалочка присоединяется к дочерям воздуха, летающим без крыльев благодаря собственной лёгкости. Как и у русалок, у них нет бессмертной души. Но они могут её получить за добрые дела, которые делают людям. Русалочка видит, как принц с невестой ищут её по всему кораблю. Невидимая, она целует красавицу невесту, улыбается принцу и вместе с другими детьми воздуха поднимается к розовым облакам.