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.

65 Millionen Jahre vor unserer Zeit und weit weg von seiner Heimat wird das Dinosaurier-Baby Aladar von einer Lemurenfamilie aufgezogen. Doch der riesige Spaß mit seinen kleinen Freunden Zini und Plio hat ein jähes Ende, als ein Meteoriteneinschlag sie zur Flucht zwingt. Aladar und seine Familie schließen sich einer Herde Dinosaurier an, die sich auf dem gefahrvollen Weg in eine neue Heimat befindet. Eine abenteuerliche Expedition voller Mut, Freundschaft und Hoffnung beginnt ...