Up vertelt het verhaal van de 78-jarige ex-ballonverkoper Carl Fredricksen. Na het verlies van zijn vrouw Ellie maakt hij duizenden ballonnen aan zijn huis vast om naar Zuid-Amerika te vliegen. Hij gaat op zoek naar Paradise Falls, waarmee hij een levenslange droom wil vervullen. Hij wordt onverwacht vergezeld door Wilderness Explorer Russell, een 8-jarige verstekeling. Hun reis voert hen naar een verloren wereld vol pratende honden, exotische vogels en de schurkachtige Charles Muntz.
De film verkent thema’s als verdriet, avontuur en het belang van leven in het heden. Carl leert het verleden los te laten en nieuwe ervaringen en relaties te omarmen, vooral met Russell. Het verhaal werkt toe naar een hartverwarmende ontknoping waarin Carl en Russell samenwerken. Ze moeten Kevin, een gigantische vogel, helpen te herenigen met haar kuikens. Hierna begint Carl een nieuw hoofdstuk, waarin hij de tijd met Russell koestert en de herinnering aan Ellie blijft eren.