Küçük Deniz Kızı'te, genç gazeteci Cam, yeğeni Elle Harrison ile birlikte sahil kasabasında gizemli bir olayın peşine düşer. İkili, gerçek bir deniz kızı olduğuna inandıkları Elizabeth ile karşılaşır. Elizabeth, denizden gelen seslerle birlikte tuhaf durumların merkezinde kalır. Cam, gördüklerini anlamaya çalışır, Elle Harrison ise ona yakın durur. İkili, Elizabeth'in peşinden giderken Peggy Gene ve Eloise ile de karşılaşır. Her yeni adımda, denizle ilgili ipuçları bulur ve kendi aralarındaki bağ güçlenir. Ancak kasabada yaşananlar hızla karmaşıklaşır. Başrollerde Poppy Drayton, Shirley MacLaine, Loreto Peralta, William Moseley ve Gina Gershon yer alıyor.