Flint Lockwood est inventeur. Jusqu'ici, toutes ses inventions bizarres, depuis les chaussures que l'on se pulvérise sur les pieds jusqu'au traducteur de pensées pour singe, ont été des échecs spectaculaires qui ont causé d'innombrables problèmes à sa petite ville, Swallow en Château.
Cette fois, Flint est bien décidé à inventer quelque chose qui rendra les gens heureux. Pourtant, lorsque sa nouvelle création, la machine à transformer l'eau en nourriture, détruit la grand-place avant de disparaître dans les nuages, il pense que sa carrière d'inventeur est définitivement fichue. Jusqu'à ce que l'incroyable se produise : il se met à pleuvoir des cheeseburgers ! Sa machine marche !
Les averses de nourriture connaissent un succès instantané, et Flint se fait vite une nouvelle amie : Sam Sparks, la présentatrice météo qui arrive à Swallow en Château pour couvrir ce qu'elle appelle le plus formidable phénomène météo de l'histoire ...
Sur sa banquise, le jeune Cody rêve de devenir le champion du monde des surfeurs. Il espère qu'en intégrant le monde prestigieux de la compétition, il trouvera enfin le respect et l'admiration qu'il n'a jamais eus. Accompagné d'une équipe de reportage qui filme son incroyable aventure, Cody quitte son univers glacial pour rejoindre le paradis ensoleillé de l'île de Pin Goo où va se dérouler la compétition.
Sa rencontre avec un vieux surfeur surnommé Geek va changer son destin et donner un vrai sens à sa quête. Le jeune intrépide qui n'était venu que pour remporter une médaille va gagner bien davantage...