Wolkig mit Aussicht auf Fleischbällchen 2 macht genau da weiter, wo Teil 1 aufgehört hat. Endlich wird allseits anerkannt, dass Erfinder Flint Lockwood ein Genie ist. Er wird daraufhin von seinem Idol Chester V eingeladen, der Live Corp Company beizutreten, einer Firma, in der die besten und klügsten Erfinder der Welt Technologien erschaffen, die dem Wohle der Menschheit dienen. Die rechte Hand und Freundin von Chester ist Barb, eine seiner bisher besten Erfindungen. Barb ist ein hochentwickelter Orang-Utan mit einem menschlichen Gehirn, der allerdings recht verschlagen und manipulativ veranlagt ist und außerdem gerne Lippenstift trägt.
Flint hat immer davon geträumt, eines Tages endlich als großer Erfinder anerkannt zu werden. Doch alles ändert sich, als er entdeckt, dass seine berühmteste Maschine (die Wasser in Essen verwandeln kann) noch immer aktiv ist und jetzt aus dem Essen lebende Tiere erschafft - sogenannte "Naschtiere"! Während das Schicksal der Menschheit in seinen Händen liegt, schickt Chester Flint und seine Freunde auf eine ebenso delikate wie gefährliche Mission. Sie müssen hungrige Tacodile, Shrimpansen, Klapperkuchen, Frittantulas und andere Kreaturen aus Essen bekämpfen, um die Welt zu retten - schon wieder!
