어린 시절부터 요괴라고 불리는 부류를 볼 수 있었던 나츠메 타카시. 이 때문에 주위에서 따돌림을 당하고 혼자 있는 것이 익숙해져 있었다. 어느 날, 요괴에게 쫓기다 숨어든 신사에서 복고양이에 깃든 요괴를 만난다. ‘마다라’라는 이름의 이 요괴는, 요괴들이 나츠메를 할머니인 나츠메 레이코로 착각하고 있으며 이름을 돌려받기를 원한다는 사실을 알려준다. 레이코의 유품인 ‘우인장’에는 요괴들의 이름이 적혀있는데, 이것은 레이코가 요괴들과 승부를 벌이다 패배한 요괴들의 이름으로 레이코와 주종관계의 계약을 맺은 일종의 명부였던 것이다. 나츠메는 ‘우인장’에 적힌 요괴들의 이름을 돌려주기로 결심하고, 요괴 ‘마다라’가 깃든 고양이 ‘야옹선생’은 나츠메가 죽으면 ‘우인장’을 갖기로 약속하고 나츠메를 돕기로 한다.

할머니인 나츠메 레이코의 유품 ‘우인장’을 손에 넣은 나츠메는 경호인 야옹선생과 함께 요괴들에게 이름을 돌려주기로 한다. 그런 나츠메 앞에 이름을 돌려달라며 나타난 츠유카미. 한때 마을 사람들이 자주 찾아와 바치던 공물을 먹으며 지냈던 츠유카미는, 사당을 찾는 사람들의 발길이 끊기자 외로움을 견디다 못해 나츠메를 찾은 것이다. 그러나 츠유카미의 이름이 적힌 우인장의 페이지가 다음 장과 달라붙어, 이름을 돌려주고 싶어도 돌려줄 수 없는 상황이 되었다. 결국 나츠메는 츠유카미, 야옹선생과 함께 츠유카미의 이름과 붙어있는 페이지의 주인공인 또 다른 요괴를 찾아 나선다. 우여곡절 끝에 이름을 되찾은 츠유카미는 유일하게 사당을 찾아준 인간이었지만 얼마 전에 세상을 떠난 하나 씨를 만나게 된다.

낚시를 하려고 친구들과 함께 댐이 있는 호수를 찾은 나츠메는 수몰되어 폐허가 된 후타바 마을을 보게 된다. 그리고 돌아오는 길에 뭔가의 충격으로 의식을 잃는다. 후타바 마을을 나온 요괴가 나츠메에게 달라붙었던 것이다. 이 요괴는 가뭄으로 잠시 지상에 올라온 마을이 다시 물밑바닥으로 가라앉기 전에 멀리서나마 만나고 싶은 인간이 있다며 도움을 요청했다. 원래 제비였던 요괴는 자신에게 따뜻한 손길을 내밀어준 인간을 잊지 못하고, 단 한번이라도 그를 만나보고 싶었던 것이다. 나츠메의 도움으로 수소문 끝에 은인을 만나게 된 제비. 그러나 상대방은 제비의 모습도 보지 못하고 아무 얘기도 듣지 못한다. 어쩐지 안타까운 마음이 들었던 나츠메는 제비를 돕기 위해 요괴 축제에 참가해 위험천만한 게임에 도전한다. 그리고 야옹선생의 도움으로 우승을 하여 하루 동안 인간이 될 수 있는 유카타를 얻어 제비에게 선물하고, 인간의 모습으로 둔갑한 제비는 은인을 만나러 마을축제로 향한다.