Carl Fredricksen, un vendeur de ballons à la retraite, est prêt pour sa dernière chance de s’envoler. Il attache des milliers de ballons à sa maison et se dirige vers le monde perdu de ses rêves d’enfant. Mais, à son insu, Carl embarque Russell, un garçon de 8 ans là au mauvais endroit au mauvais moment. Ce duo improbable va se faire de nouveaux amis, comme Doug, un chien avec un collier spécial qui lui permet de parler, et Kevin, un oiseau qui ne peut pas voler. Carl réalise vite que les plus grandes aventures de la vie ne sont pas celles qu’on croit.