Als het laatste bouwwerk van Flint Lockwood (Bill Hader) per ongeluk het stadsplein opblaast en de lucht in knalt, denkt hij dat zijn uitvinderscarrière naar de maan is. Maar dan gebeurt er iets wonderlijks: een stortbui verrukkelijke cheeseburgers overspoelt de stad. Zijn machine werkt wél! Als mensen inhalig steeds meer eten afdwingen slaat het apparaat op hol, met als gevolg dat spaghettitornado’s en gehaktbalstormen de wereld teisteren. Nu komt het op Flint aan om samen met weermeisje Sam Sparks (Anna Faris) en zijn sprekende assistent de aap Steve, een manier te vinden de machine uit te schakelen voor de wereld ten onder gaat aan gigantische gehaktballen!