Par une belle journée d'été, Tomoko, une fillette de douze ans, se rend à Hiroshima. Son professeur lui a en effet demandé de faire un exposé sur l'événement terrible qui s'est produit dans cette ville. Munie d'un petit carnet dans lequel elle prend des notes, elle commence ses recherches au musée de la paix.

Elle y découvre alors une statue de bronze dédiée aux enfants. Ce monument représente un oiseau, une grue, accompagnée d'une petite fille. Tomoko est émerveillée par la multitude d'oiseaux multicolores réalisés en papier par des enfants du monde entier et déposés autour de la statue.

Soudain, un oiseau de papier scintille, s'illumine et, dans un éclat de lumière, la fillette de la statue retrouve la vie sous les yeux ravis de Tomoko. Cette petite fille mystérieuse, Sadako, raconte alors à Tomoko son histoire, celle d'une enfant à Hiroshima après la guerre...