Carl Fredricksen voix de Charles Aznavour est un monsieur de 78 ans, un peu bougon, qui a vendu des ballons toute sa vie. Aujourd'hui, il risque de perdre la petite maison qu'il a autrefois bâtie avec sa femme disparue. Aussi imaginatif et peu décidé à se laisser faire, il attache des milliers de ballons à sa maison, qui s'envole. Enfin, Carl va vivre la vie d'aventures que lui et sa bien-aimée s'étaient promise ! Ce qu'il n'avait pas prévu, c'est qu'il emporterait un passager inattendu : Russell, un jeune garçon débordant d'énergie qui lui gâche la vie. Dans une incroyable odyssée qui va les conduire en Amérique du Sud, Carl et Russell vont vivre mille péripéties jusqu'au cœur d'un monde perdu. Il est temps pour eux de découvrir le vaste monde et ce qu'ils sont vraiment...