Quand sa dernière réalisation s'envole dans les nuages après avoir détruit la place du village, Flint Lockwood croit légitimement que sa carrière d'inventeur est terminée. Puis, l'impensable arrive et il se met à pleuvoir des cheeseburgers. Sa machine fonctionne vraiment ! Lorsqu'elle commence à n'en faire qu'à sa tête, cependant, Flint doit enrôler la présentatrice météo, Sam Sparks, pour l'aider à trouver une façon d'enrayer la machine et limiter les dégâts.