После событий первого фильма жизнь Бастиана не стала существенно лучше: у него по-прежнему нет близких отношений с отцом, а в команде по плаванию его дразнят из-за страха высоты. В конце концов Бастиан возвращается в тот самый книжный магазин и вновь находит «Бесконечную Историю». Королева Фантазии со страниц книги просит его о помощи, и он снова отправляется в волшебный мир.
В Фантазии он встречается со старым другом Атрейо, его драконом Фалкором и многими другим персонажами первой части, в том числе камнеедом, а также знакомится с человекоподобной птицей Нимбли (Nimbly). Его основной противницей становится злая колдунья Ксайда, управляющая армией механических великанов и вообще всем, что пустое. Она пытается погубить мальчика, убеждая его отказаться от долга и использовать Орин лишь для исполнения собственных желаний. Однако с исполнением каждого желания Бастиан теряет воспоминания о собственном мире, и друзьям не удаётся переубедить его.
Тем временем отец мальчика безуспешно пытается отыскать сына: ему не могут помочь ни полиция, ни господин Кореандр. Наконец он находит книгу и видит внутри Бастиана. Атрейо успешно разоблачает Ксайду перед другом, и тот, к тому времени сохранивший лишь воспоминание об отце, вступает с ней в бой. Он использует своё последнее желание, чтобы вернуть колдунье сердце и чувства, а затем благодаря поддержке отца побеждает свой страх высоты, прыгает с утёса и возвращается в свой мир.
