Flint Lockwood (Bill Hader) é um jovem cientista que sonha criar algo que faça com que seja reconhecido pela população de Boca Grande, uma pequena ilha no Atlântico. Um dia ele consegue descobrir uma forma de transformar água em comida, só que precisa de bastante eletricidade para colocá-la em funcionamento. Ao tentar usar a energia da geradora local, ele perde o controle da invenção e ela ruma para o céu. Para piorar, a confusão que ele cria destroi um parque de diversões, o grande trunfo do prefeito Shelbourne (Bruce Campbell) para melhorar a economia local. Flint acredita ter perdido a máquina, mas repentinamente começa a chover hambúrgueres em toda a cidade. Com o apoio de Sam Sparks (Anna Farris), uma estagiária de jornalismo que foi enviada à ilha para ser a nova “garota do tempo”, Flint logo vira uma celebridade local. Ele consegue controlar a máquina de maneira que ela produza a comida que ele quiser. A pedido do prefeito (que quer transformar a cidade em algo magnífico), ele transforma a cidade que começa a pensar em turismo, mas alguns problemas começam a aparecer. O pai dele fica triste e começam a se separar e a máquina da indícios de que ira causar grandes problemas se a produção de comida continuar alta.
No dia em que o mundo iria parar par ver as maravilhas da ilha, a máquina sofre uma pane (por excesso de fabricação de comida) e eles tentam desesperadamente desliga-la. Depois de diversas tentativas (e a ilha ser quase que totalmente destruída), Flint consegue destruir a máquina usando a sua primeira invenção (um par de sapatos que nunca sai), salvando o mundo, fazendo as pazes com o pai e conseguido namorar Sam (que se mostra uma nerd).
