Carl Fredricksen est un vieux monsieur grincheux mais profondément touchant. Carl était un garçon timide et rêveur, fasciné par l’explorateur Charles Muntz. Il rencontre très jeune Ellie, une petite fille vive et passionnée par l’aventure. Ils tombent amoureux, se marient et vivent une vie simple mais heureuse. Leur rêve commun : partir explorer les chutes du Paradis. Malheureusement, Ellie meurt avant qu’ils ne puissent réaliser leur rêve, laissant Carl seul, brisé par le chagrin et très attaché à leur maison, remplie de souvenirs. Face à la menace d’expulsion de sa maison, Carl décide de tenir la promesse faite à Ellie : il attache des milliers de ballons à sa maison et s’envole vers l’Amérique du Sud. Mais surprise : un jeune scout envahissant, Russell, est monté accidentellement à bord ! Carl doit alors composer avec cet enfant bavard et attachant pendant leur voyage improbable.