Після подій першого фільму життя Бастіана не стало значно кращим: у нього, як і раніше, немає близьких стосунків з батьком, а в команді з плавання його дражнять через страх висоти. Зрештою Бастіан повертається до цієї книжкової крамниці і знову знаходить «Нескінченну історію». Королева Фантазії зі сторінок книги просить його про допомогу, і він знову вирушає у чарівний світ.

У Фантазії він зустрічається зі старим другом Атрейю, його драконом Фалкором та багатьма іншими персонажами першої частини, у тому числі каменєдом, а також знайомиться з людиноподібним птахом Німблі. Його основною противницею стає зла чаклунка Ксайда, яка керує армією механічних велетнів і взагалі всім, що пусте. Вона намагається занапастити хлопчика, переконуючи його відмовитися від обов'язку і використовувати Орін лише для виконання власних бажань. Однак з виконанням кожного бажання Бастіан втрачає спогади про свій світ, і друзям не вдається переконати його.

Тим часом, батько хлопчика безуспішно намагається відшукати сина: йому не можуть допомогти ні поліція, ні пан Кореандр. Зрештою він знаходить книгу і бачить усередині Бастіана.

Атрейю успішно викриває Ксайду перед другом, і той, який на той час зберіг лише спогад про батька, вступає з нею в бій. Він використовує своє останнє бажання, щоб повернути чаклунство серце і почуття, а потім завдяки підтримці батька перемагає свій страх висоти, стрибає з скелі та повертається у свій світ.