Carl Fredricksen, vendeur de ballon à la retraite, doit quitter sa maison qui doit être démolie par une entreprise d’immobilier. Mais Carl refuse de quitter sa maison où il a vécu de nombreux souvenir avec sa désormais défunte épouse, Elie. Contrarié à l’idée de quitter sa maison et rêvant de voyage depuis son enfance avec son épouse, il décide de mettre au point un système pour faire décoller sa maison du sol avec des ballons gonflé à l’hélium. Avant de partir, il fait la rencontre de Russell un jeune explorateur de 8 ans, qui l’horripile à cause de son trop grand optimisme, lui qui est devenu triste avec le temps. Une fois la porte refermée, Carl s’empresse de faire décoller sa maison direction l’Amérique du Sud dans les régions sauvages. Mais, il embarqua par mégarde le jeune Russell qui reste malgré tout enthousiaste à l’idée de ce voyage inattendue.