Le jeune Brewster McCloud s'est installé clandestinement sous le toit du stade de Houston au Texas où il est à mettre au point un appareil lui permettant de voler comme un oiseau. Une femme mystérieuse veille à son entraînement et le protège contre les gêneurs qui sont retrouvés morts par la suite. Brewster fait la connaissance d'une jeune fille qui l'initie à l'amour physique avant de le dénoncer à la police. Poursuivi, Brewster tente de s'enfuir à l'aide de sa machine volante, mais il s'écrase au sol.