Alur Cerita
Film ini dibuka dengan sebuah dongeng, dimana: Putri Moanna, yang ayahnya adalah raja dunia bawah tanah, menjadi penasaran tentang dunia manusia. Ketika ia melarikan diri keluar kerajaan, dia akhirnya tak ingat tentang hidupnya di dunianya sebelumnya, dan juga lupa siapa dirinya, dari mana asalnya. Dia menjadi tua dan mati sebagai seorang manusia. Raja percaya bahwa jiwa putrinya akan kembali ke dunianya suatu hari nanti.
Cerita beralih ke pasca Perang Saudara Spanyol pada tahun 1944. Ofelia (Ivana Baquero), seorang gadis muda yang mencintai dongeng, melakukan perjalanan bersama ibunya yang sedang hamil, Carmen (Ariadna Gil), untuk memenuhi panggilan Kapten Vidal (Sergi López), ayah tirinya dan juga ayah dari anak yang dikandung ibunya. Vidal adalah anak seorang komandan terkenal yang meninggal di Maroko yang sangat meyakini fasisme dan ditugaskan untuk membasmi para Gerilyawan (Pemberontak) yang anti-fasis.
Ofelia menemukan seekor serangga besar menyerupai tongkat yang ia percaya adalah Peri. Serangga tersebut mengikutinya ke tempat di mana Vidal ditugaskan di penggilingan dan menuntun Ofelia memasuki Labirin kuno di dekat tempat itu. Sebelum Ofelia dapat masuk, ia dihentikan oleh Mercedes (Maribel Verdú), salah satu pelayan Vidal yang juga mata-mata untuk Pemberontak. Malam itu, Serangga muncul di kamar tidur Ofelia, di mana ia berubah menjadi Peri dan membawa Ofelia menuju Labirin di mana ia bertemu dengan Fauno (Doug Jones), makhluk setengah manusia setengah kambing, yang percaya bahwa Ofelia adalah Putri Moanna, dan memberikan dia tiga tugas yang harus diselesaikannya sebelum datang bulan purnama, untuk memastikan jati dirinya sebenarnya masih utuh. Sementara itu, Vidal telah membunuh dua petani yang disangka Pemberontak sebelum dapat memeriksanya dengan benar. Setelah memeriksa tas mereka, jelas-jelas bahwa mereka bukan Pemberontak, tapi hanya seorang yang berburu kelinci.
Ofelia memulai melakukan tugas pertamanya yaitu, menaruh tiga batu ajaib ke mulut seekor katak raksasa dan mengambil kunci emas dari dalam perutnya. Dengan begitu pohon ara raksasa yang ada dihutan dekat penggilingan tersebut akan kembali subur, pohon yang sebelumnya menjadi tempat berlindung makhluk-makhluk yang penuh dengan keajaiban dan sihir. Namun ia menjadi khawatir tentang ibunya yang kondisinya semakin memburuk, Fauno memberikan Ofelia sebuah akar mandrake, yang langsung membuat ibunya sembuh dari penyakitnya.
Didampingi oleh tiga Peri pemandu tugasnya, Ofelia kemudian menyelesaikan tugas keduanya yaitu mengambil sebuah belati dari sarang Pale Man (Doug Jones), raksasa pemakan yang duduk diam di depan sebuah meja makan. Meskipun Ofelia diperingatkan untuk tidak memakan apapun ditempat itu, namun dia telah makan dua buah anggur yang dapat membangkitkan Pale Man, hingga menyebabkan dia memangsa dua Peri dan mengejar Ofelia, namun dia berhasil melarikan diri. Marah pada ketidaktaatan-nya, Fauno menolak untuk memberikan tugasnya yang ketiga.
Sementara itu, Vidal menjadi semakin kejam, dia telah menyiksa seorang Pemberontak yang ditangkap dan kemudian membunuh dokter yang mencoba membuat seorang tahanan yang disiksa untuk menghentikan rasa sakitnya. Vidal menangkap Ofelia yang sedang duduk didekat akar mandrake, lalu Carmen melemparkan akar tersebut ke dalam perapian, di mana akar mandrake mulai berteriak kesakitan. Seketika itu, Carmen mulai mengalami kontraksi pada perutnya dan meninggal setelah melahirkan anak laki-laki. Vidal menemukan bahwa Mercedes adalah mata-mata, dia menangkapnya saat dia dan Ofelia berusaha untuk melarikan diri. Ofelia kemudian dikunci di kamarnya dan Mercedes disiksa. Namun Marcedes dapat membebaskan dirinya dan melukai Vidal, kemudian dia melarikan diri ke hutan, di mana para Pemberontak menyelamatkannya.
Fauno kembali untuk Ofelia dan memberikan satu lagi kesempatan melakukan tugasnya. Dia mengatakan padanya untuk membawa adiknya ke Labirin. Ofelia kemudian mengambil bayi setelah memberi obat penenang terhadap Vidal. Walaupun kepalanya bingung, Vidal terus mengejar Ofelia yang menuju Labirin, sementara para Pemberontak menyerang penggilingan. Fauno memberitahu Ofelia bahwa portal ke dunia bawah tanah akan terbuka hanya dengan darah orang yang tidak bersalah, sehingga ia membutuhkan setetes darah adiknya. Ofelia menolak untuk menyakiti adiknya dan Fauno kemudian menghilang. Vidal dapat menemukan Ofelia yang kemudian merebut bayi-nya dan menembak Ofelia.
Ketika Vidal meninggalkan Labirin, Pemberontak dan Mercedes sedang menunggunya diluar. Mengetahui bahwa ia akan mati, dia menyerahkan bayi-nya kepada Mercedes, dan dia mengeluarkan arlojinya, siap untuk mati. Vidal mengatakan kepada Mercedes untuk memberitahu anaknya bila ia sudah dewasa, bagaimana ayahnya waktu meninggal. Mercedes menolak, dan mengatakan kepadanya bahwa anaknya tidak akan pernah tahu namanya. Pedro (Roger Casamajor), salah satu Pemberontak dan juga saudara dari Mercedes, menarik senjata dan menembak Vidal di pipi kanannya, dan membunuh dia.
Mercedes memasuki Labirin dan berduka atas Ofelia yang sedang sekarat. Darah Ofelia menetes ke mezbah dan membawanya ke dunia bawah tanah. Ofelia akhirnya kembali bersama Raja dan Ratu. Dia belajar bahwa dengan memberikan hidupnya untuk menyelamatkan adiknya, ia telah menyelesaikan tugas terakhir dan membuktikan dirinya adalah Putri Moanna.
