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Ariel ed Eric celebrano la nascita della loro neonata figlia Melody su una nave in mare. Il padre di Ariel, Re Tritone, regala a Melody un ciondolo magico. La festa è interrotta da Morgana, sorella della defunta Ursula, che minaccia di causare dei danni a Melody, usandola come ostaggio per ottenere il tridente di Tritone. Ariel ed Eric agiscono insieme per sventare il piano di Morgana. Temendo comunque qualsiasi azione di Morgana e ricordando Ursula, Ariel decide di nascondere a Melody tutta la conoscenza del mondo marino: il ciondolo è gettato in mare, e un muraglione viene costruito per separare il castello reale dal mare.

Dodici anni dopo, Melody rimane inconsapevole del retaggio da sirena di sua madre e da sempre le è proibito di andare in mare. Tuttavia sgattaiola regolarmente fuori dal castello per andare a nuotare, e un giorno sul fondo trova il suo ciondolo. Vedendo il suo nome sul ciondolo, Melody si confronta con la madre, che ribadisce il proprio divieto e non risponde alle domande della figlia: Melody prende una barca e la notte naviga lontano da casa. I suoi genitori scoprono presto che se ne è andata, e Tritone usa la sua magia per trasformare Ariel di nuovo in una sirena perché cerchi Melody.

Melody è attirata nella tana di Morgana dalle sue mante, Cloak e Dagger, e dallo squalo Undertow, e Morgana, intendendo che può usare la ragazzina a proprio vantaggio, utilizza i resti della magia di Ursula per trasformare temporaneamente Melody in una sirena. Morgana dice che la trasformazione sarà permanente se Melody potrà entrare in possesso del tridente, che lei sostiene sia stato rubato da Tritone. Con l'aiuto del pinguino Tip e del tricheco Dash, Melody ritorna con successo da Morgana con il tridente. Ariel cerca di fermare Melody, ma prima che possa spiegarle che Morgana è malvagia, Melody, credendola un'altra bugia, dà il tridente a Morgana: la strega, con il tridente nelle sue grinfie, rivela le sue vere intenzioni, afferra Ariel con i suoi tentacoli e la tiene in ostaggio, e rinchiude Melody in un antro marino peraltro con la trasformazione in sirena che in breve tempo avrà fine.

Morgana usa la magia del tridente per dominare sull'oceano, salendo in superficie per esultare. Scuttle, Tritone, Sebastian ed Eric arrivano, e ne segue una battaglia contro Morgana e i suoi scagnozzi. La strega crea un palazzo di ghiaccio e usa il tridente per piegare alla sua volontà tutte le creature del mare; Melody, nel frattempo tornata umana e tratta in salvo da Tip, Dash e il pesce Flounder, però è immune al sortilegio. Arrampicatasi sul palazzo di Morgana, riesce dopo un breve scontro a sottrarre il tridente alla strega e restituirlo a Tritone che lo usa per rinchiudere Morgana in un blocco di ghiaccio, che affonda sott'acqua con l’intero palazzo di ghiaccio crollato.

Melody si riunisce con la sua famiglia, e Tritone offre a sua nipote la possibilità di diventare una sirena in modo permanente: la ragazzina, invece, usa il tridente per disintegrare il muro che separa la sua casa dal mare, riunendo esseri umani e sirene.