El libro se centra en un chico, Bastian Balthazar Bux, tímido, y un gran lector, está aún encajando en su vida la reciente muerte de su madre, quien conoce a un misterioso hombre, dueño de "Libros de Ocasión", una librería de anticuario, de donde roba un libro llamado "La Historia Interminable", el cual comienza a leer.

El libro comienza en Fantasía, un mundo paralelo que está en peligro de ser absorbido por la Nada, que brota por el reino. La soberana de este mundo, La Emperatriz Infantil misma, está gravemente enferma, de tal suerte que se cree que su enfermedad es la causa de la Nada (o viceversa). Entonces, ella envía a la única persona capaz de detener la Nada, consiguiendo una cura para ella, un joven guerrero llamado Atreyu. Se cree que es un hombre valiente, pero en realidad es un muchacho de no más de diez años, de la tribu de los Pieles Verde. A él es dado el Aúryn, un amuleto que convierte a su portador en heraldo de la Emperatriz, junto con su caballo, Ártax.

Durante los eventos en la aventura por hallar la cura, sus viajes lo llevan a través de todos los confines de Fantasía, conoce a muchas criaturas, como Fújur el Dragón de la Suerte, a quien rescata de Ýgramul el Múltiple. Fújur, agradecido, se ofrece como montura de Atreyu.

Bastian, quien sigue las aventuras y desventuras de Atreyu, experimenta todo lo que le ocurre a Atreyu, formando una relación empática con él.

En la primera mitad del libro, se demuestra que Bastian tiene la solución de Fantasía y la cura para la Emperatriz Infantil, llevando a Bastian a Fantasía y dándole un nuevo nombre "Hija de la Luna, la de los Ojos Dorados".

Atreyu protagoniza gran parte de la segunda mitad de la novela, mientras Bastian viaja por Fantasía a lo largo y ancho como su salvador.