O filme tem como cenário a Espanha Franquista, cinco anos após a Guerra Civil Espanhola, e narra a história de uma menina, Ofélia, que parte com a mãe para um acampamento militar onde seu novo marido, um sanguinário capitão franquista, combate rebeldes anarquistas e republicanos escondidos na floresta.
Nesse cenário violento, Ofélia encontra um labirinto onde vive um fauno. O Fauno, após examiná-la, afirma ser ela a princesa desaparecida do reino subterrâneo do qual o labirinto é apenas o portal. Para conseguir voltar para seu mundo, Ofélia é, então, obrigada a executar três tarefas dadas pelo Fauno e em meio a tudo isso, sua mãe também está grávida do general, que nutre desprezo por ela, em um filme que mistura fantasia com realidade.
A primeira tarefa se trata de recuperar uma chave encantada, engolida por um enorme sapo que habita sob um antigo carvalho na floresta das redondezas do acampamento. Após alimentar o sapo com três pedras especiais, Ofélia, orientada por um livro mágico dado pelo fauno, consegue retirar a chave de uma gosma gelatinosa que a criatura vomita ao morrer abruptamente. Volta para casa com o vestido novo enlameado e sua mãe lhe dá um sermão por causa disso, dizendo que está muito decepcionada com Ofélia, e depois retira-se, momento em que aparece uma das fadas de estimação do fauno para saber as novidades da tarefa.
A garota lhe conta que já encontrou a chave e pede para que ela leve-a até o labirinto. Mais tarde, naquela noite, estando a primeira tarefa cumprida, o fauno parabeniza Ofélia e entrega-lhe um pedaço de giz branco, necessário para a segunda tarefa, sem muitas explicações. De manhã, ela acorda mais cedo e abre novamente o livro mágico, a espera de descobrir o que deve fazer. As páginas do livro então sagram abundantemente e a mãe de Ofélia sofre uma grave complicação na gravidez logo em seguida.
