オーストラリアに住む少女キラ（ビンディ・アーウィン）は、祖父（ボー・ブリッジス）の許で一夏を過ごすため南アフリカへ。祖父は海辺で今にも潰れそうな遊園地を経営していたが、その近くでキラは偶然、浅瀬に迷い込んだ子供のシャチに出会う。この新しい友達に彼女が付けた名前はウィリー。しかし派手なテーマパークを経営する祖父のライバル同業者が、ウィリーをアトラクションにして一儲けしようと狙っている。はたしてキラは無事ウィリーを、仲間の群れへ連れ戻すことができるのか。