Il tedesco Wolfgang Petersen (Das Boot, In the Line of Fire) ha realizzato il suo primo film in lingua inglese con questo fantasy del 1984 che racconta di un ragazzo (Barret Oliver) che visualizza le storie di un libro che sta leggendo. La storia immaginata coinvolge un altro ragazzo, un guerriero (Noah Hathaway), e i suoi sforzi per salvare l'impero di Fantasia da una nemesi chiamata il Nulla. A prescindere dal fatto che lo scenario rimanga o meno impresso nella memoria, ciò che rimane sono gli effetti unici, che non assomigliano a nient'altro. Ci sono molti personaggi fiabeschi e scene memorabili, e il film incoraggia persino i bambini a leggere il best-seller di Michael Ende.
All'epoca della sua uscita, era il film più costoso prodotto al di fuori degli Stati Uniti o dell'Unione Sovietica. Il film è stato il primo della serie di film di The NeverEnding Story. Il film adatta solo la prima metà del libro e di conseguenza non trasmette il messaggio del titolo come era stato rappresentato nel romanzo. La seconda metà del libro è stata successivamente utilizzata come base per il secondo film, The NeverEnding Story II: The Next Chapter (1990). Il terzo film, The NeverEnding Story III: Escape from Fantasia (1994), ha una trama originale non basata sul libro.
Bastian Bux, dieci anni, è un bibliofilo timido ed emarginato e vive con il padre vedovo. Un giorno, mentre si reca a scuola, Bastian viene inseguito dai bulli ma riesce a fuggire nascondendosi in una libreria, infastidendo il libraio, il signor Coreander. L'interesse di Bastian per i libri lo porta a chiedere informazioni su quello che Coreander sta leggendo, ma il libraio glielo sconsiglia, dicendo che non è una storia "sicura" come i libri normali. Incuriosito, Bastian prende di nascosto il libro, intitolato La storia infinita, lasciando un biglietto con la promessa di restituirlo, e si nasconde nell'attico della scuola per leggerlo.
Il libro descrive il mondo fantastico di Fantasia che viene lentamente divorato da una forza malevola chiamata "Il Nulla". L'Imperatrice Infantile, che governa Fantasia, si è ammalata e il giovane guerriero Atreyu viene incaricato di scoprire una cura, credendo che una volta guarita l'Imperatrice, il Nulla non sarà più una minaccia. Ad Atreyu viene dato un medaglione chiamato Auryn che può guidarlo e proteggerlo nella ricerca. Quando Atreyu si mette in viaggio, il Nulla evoca una creatura feroce e intelligentissima simile a un lupo di nome Gmork per uccidere Atreyu.
La ricerca di Atreyu lo conduce dal gigantesco consigliere Morla l'Antico, simile a una tartaruga, nelle Paludi della Tristezza. Sebbene l'Auryn protegga Atreyu, il suo amato cavallo Artax si perde nella palude e lui continua da solo. Morla, che è allergica ai giovani umani, non ha le risposte che Atreyu cerca, ma con riluttanza lo indirizza all'Oracolo del Sud, distante diecimila miglia. Gmork si avvicina mentre Atreyu cede alla stanchezza nel tentativo di fuggire dalle Paludi, ma viene salvato per un pelo dal drago della fortuna Falkor. Falkor lo porta a casa di due gnomi che vivono vicino alle porte dell'Oracolo del Sud. Atreyu attraversa il primo cancello, ma rimane perplesso quando il secondo cancello - uno specchio che mostra il vero sé dell'osservatore - rivela un ragazzo che Bastian riconosce come se stesso. Alla fine Atreyu incontra l'Oracolo del Sud, che gli dice che l'unico modo per salvare l'Imperatrice è trovare un bambino umano che viva oltre i confini di Fantasia per darle un nuovo nome. Atreyu e Falkor fuggono, mentre il Nulla consuma l'Oracolo del Sud.
Durante il volo, Atreyu viene sbalzato dalla schiena di Falkor nel Mare delle Possibilità, perdendo così l'Auryn. Si risveglia sulla riva di alcune rovine abbandonate, dove trova diversi murales che raffigurano la sua avventura, tra cui uno di Gmork. Gmork si rivela e spiega che Fantasia rappresenta l'immaginazione dell'umanità ed è quindi senza confini, mentre il Nulla è la manifestazione della perdita di speranze e sogni. Atreyu combatte e uccide Gmork, mentre il Nulla inizia a consumare le rovine.
Falkor riesce a recuperare l'Auryn e a salvare Atreyu. I due si ritrovano in un vuoto in cui sono rimasti solo piccoli frammenti di Fantasia e temono di aver fallito, finché non individuano tra i frammenti la Torre d'Avorio dell'Imperatrice. All'interno, Atreyu si scusa per aver deluso l'Imperatrice, ma lei gli assicura che è riuscito a portare da lei un bambino umano che ha seguito la sua ricerca: Bastian. Inoltre, spiega che, così come Bastian sta seguendo la storia di Atreyu, "altri" stanno seguendo quella di Bastian, facendo così parte della Storia Infinita. Mentre il Nulla inizia a consumare la Torre, l'Imperatrice spiega che Bastian deve pronunciare il suo nuovo nome per salvare Fantasia. Incredulo di essere stato inglobato nella storia, Bastian nega che gli eventi siano realmente accaduti. Si arrende dopo che lei lo prega direttamente di pronunciare il suo nuovo nome, correndo alla finestra dell'attico per gridare "Moon Child".
Bastian si risveglia con l'Imperatrice, che gli presenta un granello di sabbia, l'unico residuo di Fantasia. L'Imperatrice dice a Bastian che ha il potere di riportare Fantasia indietro con la sua immaginazione. Bastian ricrea Fantasia e vola sulla schiena di Falkor per vedere la terra e i suoi abitanti ripristinati, compresi Atreyu e Artax. Quando Falkor chiede quale sarà il suo prossimo desiderio, Bastian porta Falkor nel mondo reale per dare la caccia ai bulli della scuola. Il film racconta che Bastian aveva molti altri desideri e avventure, "ma questa è un'altra storia".