Eddie Serrano, alleinerziehender Vater, hat es nicht einfach: Als erfolgreicher Anwalt ist er ständig mit Arbeit überhäuft und hat nur selten Zeit für seine Tochter Naomi. Als Naomi eines Tages in ein Camp will, hat er keine Zeit, sie dorthin zu fahren. Nach einem heftigen Streit, sieht er ein, dass er sich die Zeit nehmen muss und er begleitet Naomi. Dort angekommen tritt er von einem Fettnäpfchen ins andere, obwohl er doch eigentlich das Herz seiner Tochter erobern will.

Nachdem seine neueste Kreation versehentlich das Stadtzentrum zerstört undanschließend Richtung Himmel schießt, fürchtet Flint Lockwood zunächst, dass seine Erfinderkarriere hiermit beendet sei. Doch dann geschieht das Unglaubliche: Es regnet köstliche Cheeseburger - seine Maschine funktioniert! Aber die Menschen können von den Leckereien einfach nicht genug bekommen, bis der Apparat durchdreht und gigantische Spaghetti-Tornados mit riesigen Fleischbällchen auf die Erde loslässt. Mit Hilfe der Wetterreporterin Sam Sparks und seinem Assistenten Steve, einem sprechenden Affen, muss Flint eine Möglichkeit finden, die wildgewordene Maschine abzuschalten, bevor die Welt unter den megagroßen Fleischklößen begraben wird.