Blu (Stimme im Original: Jesse Eisenberg) und Jewel (Anne Hathaway) verlassen gemeinsam mit ihren drei Kindern das sichere Zuhause in der Großstadt Rio, weil Jewel der Meinung ist, dass die lieben Kleinen lernen sollten, wie richtige Vögel im Amazonas-Regenwald zu leben. So landet die Papageien-Familie nach tausenden Flugkilometern in der Wildnis, wo sich der unter Menschen aufgewachsene Blu äußerst unwohl und fremd fühlt. Dass Jewels Vater Eduardo (Andy Garcia) seinen Schwiegersohn für einen verweichlichten Städter hält, macht die Lage für den armen Blu nicht einfacher. Alles wird noch schlimmer, als sich der blaue Ara bei dem Versuch, ein Frühstück für Jewel zu beschaffen, verfliegt und augerechnet im Bereich des Waldes, der den roten Artgenossen vorbehalten ist, eine der seltenen Paranüsse vom Baum pflückt. Dieser Verstoss soll bestraft werden, aber das sind längst nicht alle Probleme für den Pechvogel. Während Blu von dem rachsüchtigen Kakadu Nigel (Jemaine Clement) verfolgt wird, rollen rücksichtslose Holzfäller in ihren Baggern auf den Wald zu und drohen den Lebensraum der vom Aussterben bedrohten Papageien zu zerstören...