En una vibrante y colorida ciudad de Brasil, un loro doméstico llamado Blu vive una vida tranquila en el hogar de su dueña, Linda. A pesar de ser un ave rara, Blu no sabe volar, ya que ha crecido en cautiverio. La vida de Blu toma un giro inesperado cuando un simpático ornitólogo llega desde Brasil para llevarlo a su tierra natal. La misión: encontrar a la última hembra de su especie, Jade, y asegurar la continuidad de su especie.
Linda, aunque reacia, decide acompañar a Blu en su aventura hacia Río de Janeiro. A su llegada, el loro se siente abrumado por el bullicio y la vida salvaje que lo rodea. Sin embargo, su encuentro con Jade no es tan sencillo como esperaba; la ave es tan independiente como hermosa. Juntos, deben superar sus miedos y aprender a volar, pero la situación se complica todavía más cuando son capturados por una red de tráfico de animales.
En medio de una persecución llena de acción, la dupla se enfrenta a ferozles enemigos, como un loro malvado y una pandilla de aves callejeras. A lo largo de esta frenética y divertida aventura, Blu aprende sobre la libertad, amistad y el verdadero significado del hogar. Con un toque de romance y un sinfín de risas, la historia culmina en un estruendoso clímax en el famoso Carnaval de Río, donde cada uno tendrá que encontrar su lugar en el mundo, volando más alto que nunca.