开始：故事从主人公卡尔小时候讲起，他观看探险节目的纪录片，一名叫查尔斯的探险家在天堂瀑布，发现了一种珍贵怪兽的骨骼，但很快被证明是假的，这与故事后面的发展相呼应。
卡尔非常热爱探险。一天，他在一幢破房子里遇到另一个小女孩儿艾丽，她也喜欢探险。她给了他一枚勋章，还有一本她做成的册子，里面设收集了关于天堂瀑布的资料，他们说定要一起去探险。
经过：1. 主人公卡尔长大结婚了，他盖了一座小时候幻想中的小房子，他与妻子艾丽非常相爱，但因为妻子的原因，他们没有孩子。他们一生经历了风风雨雨，一直相伴相爱，最后妻子去世，老人孤独的守着他们的家。
2. 拆迁的工人总是催促老人快点搬家，但老人舍不得房子。一天，一名叫罗索的小男孩儿敲门，他希望能帮助老人做点什么，以换得一枚照顾老人徽章。老人被他烦到，让他去找一种橘鸟。
干活的工人撞到了老人家的邮箱，老人争抢中将工人打伤。警察通知老人第二天会来接他去养老院。其中每一个情节都交代了必要的故事发展，从探险家去天堂瀑布到主人公从小开始的梦想天堂瀑布贯穿了他的一生。
3. 当天夜里，老人看着墙上那幅画——自己的房子坐落在天堂瀑布边上，他做了一个决定。第二天，当工作人员来接他，他假装说要同房子告别一下，回到了家里。之后，房子上面冒出无数氢气球，将房子拖拽起来，飞到了空中。一阵敲门声传来，是小男孩儿罗索，老人无奈只能将他留下。他们一起开始了冒险之旅。
4. 路上，他们遇到了强烈的风暴天气，将他们带到了南美洲，天堂瀑布的附近。在降落的过程中，房子被气球拖拽着无法落到地面，老人只能用绳子捆在自己的身上，和罗所一起步行往天堂瀑布走去。
这时，另外一边，三条猎狗在雨林中急速穿行，它们在追踪一种生物。
罗索发现了一种鸟，他认定这是老人让他寻找到小橘鸟，他和小橘鸟成为了朋友，想要带着它一起走，老人不同意。罗索一路给橘鸟留下很多巧克力，橘鸟便一直跟着他们。
后来，他们遇到了一只狗，叫豆豆，他是探险家查尔斯的狗。它的任务就是要寻找这种橘鸟，所以，它也一路跟着老人和罗索。
三只猎狗根据豆豆身上的项圈发出的信号，找了过来。夜晚下起雨，罗索与老人聊天，告诉他自己的家庭，还有自己的生活情况，老人很同情他，罗索请求老人带着那只橘鸟，老人同意了。
清晨，橘鸟呼唤着自己的宝宝，而后离开。罗索说，他们应该送它回家老人不同意。这时，三只猎狗追了过来，（在故事里的狗可以说话，实际上是通过项圈来完成的）。
5.猎狗将他们带到了一个山洞，见到探险家查尔斯，查尔斯非常热情的接待了他们，让他们到飞船上做客，可后来发现这是一个圈套。关键时刻，橘鸟出现在了飞屋上，为老人和罗索赢得了时间，他们从山洞里逃了出来。橘鸟为了救大家受伤了，这次老人同意一起去送橘鸟回家。
半路上，他们被查尔斯追上，飞屋也被他点着火，老人选择去救飞屋。橘鸟被查尔斯抓走了。
6. 老人一个人坐在房子里翻看着相册，回忆着妻子，罗索非常伤心，独自离开了，他说要去救橘鸟，老人立刻将屋子里所有的东西都扔掉，房子又能飞起来了。这时传来了敲门声，老人以为是罗索回来了，打开门却是豆豆。
罗索被抓了起来，查尔斯要将他扔下飞船，老人飞身将他救了起来。进到飞船内部，他们要一起救橘鸟。查尔斯派出飞机去摧毁飞屋，被罗索解决掉。
飞船内，老人与查尔斯打斗起来。豆豆与猎狗纠缠在一起，它制服了猎狗的头目。罗索驾驶飞屋前来营救老人他们。由于查尔斯的阻拦，老人为救罗索放弃了飞屋，而查尔斯也掉下了飞船。
结局：老人、罗索、豆豆，见到了橘鸟的几个小宝宝，和它们告别之后，他们驾驶查尔斯的飞船离开了，回到了家乡。
罗索参加了徽章授予典礼，老人为他颁发。最后，他们一起坐在路边，一边吃冰淇淋，一边玩着游戏，旁边是他们的大飞船。而飞走的飞屋落在了天堂瀑布的边上，就像他小时候画的图册中的位置一样。
两条线索：一、老人的一生，对天堂瀑布的向往。二、探险家查尔斯的故事贯穿整体。
故事里，飞屋不仅代表了老人的梦想，也是老人成长转变的见证。老人一步步由最初的不愿放弃奔向目的地的目标，不想给自己惹麻烦，甚至选择冷漠旁观，到最后主动放弃飞屋，任它飞走，而救同伴，并且勇敢地与坏蛋斗争，整个过程，都是不断成长的过程，令人感动。他的一生也终于圆满了。