Carl Fredricksen (Edward Asner) é um vendedor de balões que, aos 78 anos, está prestes a perder a casa em que sempre viveu com sua esposa, a falecida Ellie. O terreno onde a casa fica localizada interessa a um empresário, que deseja construir no local um edifício.

Após um incidente em que acerta um homem com sua bengala, Carl é considerado uma ameaça pública e forçado a ser internado em um asilo. Para evitar que isto aconteça, ele enche milhares de balões em sua casa, fazendo com que ela levante vôo.

O objetivo de Carl é viajar para uma floresta na América do Sul, um local onde ele e Ellie sempre desejaram morar. Só que, após o início da aventura, ele descobre que seu pior pesadelo embarcou junto: Russell (Jordan Nagai), um menino de 8 anos.