Brewster McCloud est un jeune homme idéaliste qui craint pour sa survie sur Terre et habite dans un abri antiatomique à Houston. Comme Icare, il rêve de quitter les vicissitudes de notre bas monde et ceux qui ne partagent pas ses idéaux. Il fabrique une machine volante mue mécaniquement par des ailes pareilles à celles des oiseaux et il est assisté et protégé par Louise, sorte d'archange de la gent ailée (sur son dos dénudé, on découvre l'emplacement pour une paire d'ailes), qui élimine ceux qui se mettent en travers du chemin de Brewster.
La police en vient à soupçonner Brewster d'être l'assassin. Entre-temps, il rencontre Suzanne et découvre l'amour. Si celle-ci croit en ses rêves, elle croit aussi qu'il est le fou meurtrier et le dénonce à la police. Brewster a cependant achevé sa machine et veut la tester dans l’espace aérien protégé du grand stade et, pour cela, il va devoir s’y introduire avec la police à ses trousses tandis que Louise l'abandonne, déçue par l'amour terrestre auquel Brewster a succombé.