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거대 산업 문명이 붕괴하고 천년의 세월이 지난 후, 지구는 황폐해진 대지와 썩은 바다, 부해(Buhae)라고 불리우는 유독한 독기를 내뿜는 균류의 숲이 확장되면서 인류의 생존을 위협한다. 지구상에 남은 건 독성의 균사를 내뿜는 포자식물들(곰팡이류)과 오무와 같은 거대한 곤충류뿐.. 그리고 "바람계곡"의 사람들은 바다에서 불어오는 바람과 더불어 자연과 교감할 줄 아는 특별한 감성을 지닌 나우시카와 함께 공동체를 이루고 살아가는데....

어느 날 군사 국가인 토르메키아의 대형 비행선이 바람계곡에 추락한다. 그러나 그 수성선에는 도시국가 페지테로부터 탈취되어 온 최종병기 거신병(巨神兵)의 알이 실려 있다. 거신병은 과거 지구를 멸망하게 만든 불의 거인으로, 토르메키아는 그 거신병을 부활시켜 지구상의 포자식물들과 곤충들을 모두 불로 태워버리고 다시 지구상에 문명을 일으키려는 음모를 가지고 있는데... 이 사건을 계기로, 크샤나가 이끌고 온 토르메키아의 군대는 바람계곡을 습격한다. 바람계곡을 점령하기 위해 나우시카의 아버지를 살해하고, 여왕인 크샤나는 나우시카를 인질로 잡아가지만, 도중에 그들이 탄 비행선이 페지테 전투기의 공격을 받고 포자식물 숲에 추락한다. 그리고 그 곳에서 나우시카는 부해의 비밀을 깨닫게 된다. 포자식물이 지구를 오염시키는 것이 아니라, 오히려 포자식물들이 오염된 지구를 정화시켜 흙과 물을 깨끗하게 만들고 있다는 사실이다.

나우시카는 사람들에게 진실을 알리려 하지만 이미 토르메키아군은 거신병을 배양하고 있었고 페지테국은 바람계곡에 주둔해 있는 토르메키아군을 옴의 공격을 당하게 만든다. 크샤나는 거신병을 움직여서 대항하려 하지만 거신병은 곧 쓰러져 녹아버리고, 오히려 옴들이 더욱 거세게 밀려오게 된다. 마침내 바람계곡으로 돌아온 나우시카는 이들을 막기 위해 자신의 몸을 희생하고 옴들은 나우시카의 희생으로 분노를 가라앉힌다. 그러나 옴들은 죽어있는 나우시카의 시신을 그들의 신비한 능력으로 다시 되살리고, 바람계곡 사람들은 다시 살아난 나우시카의 모습에서 전설로 내려오던 구원자의 모습을 보게 된다.

마침내 나우시카는 바람 계곡을 지켜내고 바람 계곡에 다시 바람이 불기 시작한다.