Mme Brisby vit dans le champ du fermier Fitzgibbons. Son mari vient de mourir, son plus jeune fils est très malade et ne peut pas quitter le lit. Malheureusement, le fermier va labourer le champ et Mme Brisby doit quitter son logement au plus vite avec sa famille. Elle va devoir demander l'aide des mystérieux et inquiétants rats de Nimh qui vivent dans le rosier sauvage pour sauver son fils. Mais elle n'a aucune idée de ce qu'elle va découvrir sur eux, sur son mari mais surtout sur elle-même…
Brisby et le secret de Nimh fascine par son ton et son aspect très noir, voire austère, qui offrent une alternative intéressante aux films Disney qui avaient alors le monopole du long métrage d'animation. Ce qui frappe d'abord c'est le réalisme du dessin. Don Bluth ne revient pas sur le penchant disneyien d'anthropomorphiser les animaux (qui portent des habits, meublent leurs maisons comme des humains) mais il n'édulcore pas leur quotidien et leurs relations aux hommes, plaçant plutôt leur combat au centre de l'histoire.
Le scénario est d'ailleurs une force du film. Adapté d'un roman, le film même s'il parle d'amour, de courage sur fond de magie, soulève une autre question, très ancrée dans notre société : celle des expérimentations sur les animaux. Les rats de Nimh qui viennent en aide à Mme Brisby sont plus intelligents car ils ont subi des expériences, ce que l'on apprend tardivement dans le film, et qui donne de l'épaisseur au film et au récit.
Le film mélange ce réalisme avec le fantastique et le merveilleux (la magie du médaillon, les animaux qui parlent), ce qui lui confère une atmosphère mystique, parfois inquiétante, renforcée notamment par les couleurs choisies : une dominante de jaune, marron et bleu. Ce travail sur la couleur et les décors participe à la réussite du film.
Don Bluth était animateur aux studios Disney. Le scénario du film y aurait été refusé car trop sombre pour les studios. Don Bluth a donc quitté Disney et trouvé un producteur chez Warner Bros pour réaliser son film. Celui-ci le fit remarquer par Steven Spielberg qui produisit ses films suivants : Fievel et le Nouveau Monde et Le Petit Dinosaure et la Vallée des Merveilles.
Brisby et le secret de Nimh est adapté du roman de Robert C. O'Brien, Madame Frisby et les rats de Nimh. Le nom du personnage principal a été changé de Frisby en Brisby pour éviter tout conflit avec les disques volants Frisbee, marque détenue par la compagnie Wham-O.
NIMH est l'acronyme de National Institute of Mental Health (Institut National pour la santé mentale) qui pratique effectivement des tests sur des animaux.
Dès 7 ans. L'univers du film est assez sombre et inquiétant ; il peut être impressionnant, voire effrayant, pour des enfants plus jeunes.