In einer fernen Zukunft ist die Erde durch Umweltverschmutzung aufgrund des gesteigerten Massenkonsums und der daraus resultierenden Vermüllung unbewohnbar geworden. Die Menschen haben die Erde daher bereits vor Jahrhunderten in mehreren vollständig autarken Raumschiffen, u. a. der Axiom des Supra-Konsumerkonzerns Buy n Large (BNL), verlassen. Ein Heer von Müllrobotern des Typs WALL·E wurde zurückgelassen, um aufzuräumen. Eigentlich war für diese Aktion ein Zeitraum von fünf Jahren angesetzt, doch im Jahre 2805, nach 700 Jahren des Müllsammelns und der Müllverarbeitung, ist der Protagonist WALL·E der einzige noch funktionsfähige dieser Aufräumroboter und die Erde noch immer eine desolate Müllhalde.

Der zwölfjährige Miguel lebt in einer Stadt in Mexiko und glaubt, dass ein Fluch über seiner Familie liegt, denn sein Ururgroßvater, der Musiker war, wollte einst für die ganze Welt spielen, ging fort und kam nie wieder zurück. So musste seine Ururgroßmutter Imelda selbst für sich und ihre Tochter Coco sorgen und begann, Schuhe zu machen. Heute ist Coco Miguels Urgroßmutter, spricht jedoch kaum noch ein Wort und dämmert vor sich hin. Wie seine Ururgroßmutter steht seit der Begebenheit in der Vergangenheit jeder in seiner Familie mit Musik auf Kriegsfuß, Miguel hingegen liebt sie. Besonders verehrt er Ernesto de la Cruz und hat für den verstorbenen mexikanischen Musiker heimlich im Dachstuhl einen Schrein errichtet und Fotos seines großen Vorbildes aufgestellt. Von seinem heimlichen Rückzugsort weiß nur der Hund Dante, der sich auf den Straßen der Stadt herumtreibt. In seinem Versteck hat sich Miguel mit der Hilfe von einigen Videos seines Idols selbst das Gitarrespielen beigebracht.

Die Handlung findet in einer magischen Welt statt, die von Fabelwesen bewohnt wird. In dieser Welt schreitet die Technisierung fort und die Magie geht immer weiter verloren. In diesem Setting wird die Geschichte der zwei jugendlichen Elfenbrüder Ian und Barley Lightfoot erzählt. Ihr Vater, an den sie sich nicht mehr erinnern können, starb, als sie noch jung waren. Durch die noch verbliebene Magie wird es Ian und Bartley jedoch ermöglicht, einen letzten magischen Tag mit ihrem Vater zu verbringen. Weil sie den Vater nur zur Hälfte materialisieren können, begeben sich die zwei mit dem halben Vater auf eine „Quest“, eine Reise, um ein magisches Artefakt zu finden. Mit dessen Hilfe gelingt es ihnen vor Ablauf des Tages, ihren Vater wieder vollständig bei sich zu haben, wenn auch nur kurz. Unterwegs kommen die beiden Brüder nicht nur ihrem Vater näher, sondern sowohl einander als auch ihrer Mutter und deren neuem Partner, einem Polizei-Zentauren.