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 ». Mais les gens réclament de plus en plus de nourriture, et la machine se met à avoir des dysfonctionnements, répandant des tornades de spaghettis et de boulettes de viande géantes. La ville est sur le point d'être engloutie par des montagnes de marshmallows et des raz-de-marée de pastèques. Flint et Sam vont devoir faire appel à toute leur expérience et leur inventivité pour arrêter la machine et faire en sorte que tout rentre dans l'ordre