Basada en una novela de Kotaro Isaka, "Fish Story" entrelaza varias historias aparentemente separadas que tienen lugar en diferentes momentos a lo largo de 37 años para explicar cómo una canción de punk rock poco conocida puede salvar el mundo.

En 1975, una impopular banda punk japonesa llamada "Gekirin" (Ira) comienza a trabajar en su tercer álbum. Desgraciadamente, el grupo se adelanta un poco a su tiempo; el punk no será comercializable hasta el debut de los Sex Pistols en el Reino Unido al año siguiente. Debido a las ventas inexistentes, su compañía discográfica decide abandonarles y se separan poco después de grabar su última canción: "Historia de peces".

En 1982, un tímido estudiante universitario llamado Masashi (Gaku Hamada) queda fascinado por los extraños rumores que rodean la canción. Al parecer, en un momento determinado de la grabación hay un breve interludio en el que se escucha el grito de una mujer. Más tarde, conoce a una misteriosa mujer en una fiesta que inexplicablemente le predice que un día salvará el mundo.

En 2009, una adolescente llamada Asami (Mikako Tabe) se queda dormida durante una excursión escolar y se queda atrás en un barco. Al principio, está angustiada, pero acaba siendo consolada por un amable cocinero. De repente, unos hombres armados irrumpen e intentan robar el barco.

En 2012 se puede ver en el cielo un enorme cometa que va a destruir la Tierra. Los EE.UU. han fracasado en su intento de hacerlo estallar y, a falta de 5 horas para el impacto, las principales calles de la ciudad están completamente abandonadas. Eso es, excepto para una tienda de discos que continúa con su actividad habitual. Dentro de la tienda, se puede escuchar "Fish Story" en un viejo tocadiscos..