Domestiqué depuis sa naissance, Blu, un perroquet bleu d'une espèce très rare, vit à Moose Lake en compagnie de sa maîtresse Linda. Tout change lorsqu'ils apprennent que Jewel, une femelle de l'espèce de Blu, a été découverte à Rio de Janeiro. Linda décide d'emmener Blu sur place, afin de perpétuer l'espèce. Mais les volatiles sont enlevés par un gang de malfaiteurs dès leur rencontre à Rio. Qu'à cela ne tienne, Jewel, pleine de ressources, parvient à les faire évader. Mais il reste un problème de taille : après une vie de captivité, dans le confort de sa cage, Blu n'a jamais appris à voler. Jewel et ses amis vont s'atteler à un rude apprentissage.