Sur l'île de Swallow Falls, paradis de la sardine situé au large de la côte Est des États-Unis, un dispositif capable de transformer l'eau en nourriture fait la joie de l'ambitieux maire Shelbourne, qui voit là l'opportunité de relancer le tourisme local. Pour le jeune Flint Lockwood, concepteur de cette machine accidentellement lancée en orbite autour de la Terre, c'est l'occasion d'obtenir enfin la reconnaissance de ses concitoyens. À défaut de celle de son père, un vendeur de sardines bourru qui craint que cette invention, comme les précédentes, lui attire des ennuis. Son pressentiment se vérifie lorsque, sous les pressions du maire, le dispositif en surcapacité de production fait pleuvoir des aliments de la taille de météorites, qui menacent non seulement Swallow Falls, mais également les grandes villes de la planète. Flanqué d'une charmante journaliste de la télévision, d'un cameraman plein de ressources et de l'ancienne mascotte de la ville, Flint tente de neutraliser son invention.