La película está precedida por un corto de "Up"

Cita de Carl

Carl Frederickson (Ed Asner) ha estado viviendo cómodamente con Dug (Bob Peterson) a pesar de no poder entrenarlo como un perro normal. Luego, Carl recibe una llamada de una mujer llamada Sra. Myers, dueña de Beta (el doberman que anteriormente era Alpha). Ella invita a Carl a una cita, lo que lo pone nervioso porque no ha salido con nadie más que con su difunta esposa Ellie. Carl pasa la mayor parte del día intentando causar una buena impresión, como probándose una nueva colonia o tiñéndose el cabello de negro. A Dug no le gustan los cambios y convence a Carl de que simplemente sea él mismo. Cuando llega la hora de la cita, Carl se prepara para salir y Dug se ofrece a acompañarlo.

Elemental

La película comienza cuando dos personas de fuego (Ronnie Del Carmen y Shila Ommi) llegan en un barco a la Ciudad Elemental. Siendo las únicas personas de fuego entre las de agua, tierra y aire, son miradas con desdén. Al pasar por la aduana, sus nombres son difíciles de pronunciar para el agente, así que los llama Bernie y Cinder. Ambos se establecen en su nuevo hogar y Cinder da a luz a su hija, Ember.

Con el tiempo, más personas de fuego se mudan a lo que se conoce como Ciudad Fuego, que se encuentra fuera de la Ciudad Elemental. Bernie y Cinder abren una tienda llamada "La Chimenea". Ember (Leah Lewis) aspira a heredar la tienda de su padre, pero tiene un problema con su temperamento, ya que es conocida por explotar literalmente y causar daños cuando se enfada demasiado. También tiene un joven vecino de tierra llamado Clod (Mason Wertheimer), que está enamorado de ella e intenta impresionarla con flores, pero ella no puede tocarlas sin quemarlas.

Conflictos y resoluciones

Bernie se toma el día libre por la venta "Red Dot" de la tienda y confía en Ember para que la atienda. Ember rápidamente se siente abrumada por la cantidad de clientes y sus malos hábitos, así que baja al sótano donde puede liberar una de sus explosiones ardientes. Luego, las tuberías comienzan a romperse y llenar el lugar de agua. Ember intenta soldar la tubería, pero un chico de agua, Wade Ripple (Mamoudou Athie), sale de las tuberías. Wade es propenso a grandes emociones como Ember pero es más sensible. También resulta ser un inspector de la ciudad y encuentra numerosas citaciones para la tienda que pueden cerrarla. A pesar de las súplicas de Ember, Wade cumple con su trabajo y se va para enviar las citaciones. Ember lo persigue por la ciudad pero no puede detener a Wade cuando llegan al Ayuntamiento. Después de escuchar cuánto significa la tienda para su padre, Wade ofrece ayudar a defender su caso ante los superiores.

Wade lleva a Ember ante Fern Grouchwood (Joe Pera), un hombre de tierra encargado de enviar las citaciones para que sean certificadas. Mientras Ember intenta hablar, Wade la interrumpe y se pone demasiado personal sobre cómo la tienda necesita ser salvada por Bernie. Ember pierde la paciencia nuevamente y provoca otra explosión, lo que no ayuda en absoluto, y Fern le dice que espere el cierre de la tienda en cuestión de días.

Wade ofrece otra solución al hacer que Ember conozca a Gale (Wendi McLendon-Covey), una dama del aire que es jefa de Wade. La lleva al Estadio Ciclón donde se está jugando un partido de cloudball, y Gale es una fanática apasionada. Ember y Gale comienzan con el pie izquierdo ya que el equipo favorito de Gale, los Windbreakers, está perdiendo. Todos ven que el jugador estrella Lutz (Matt Yang King) no lo está haciendo bien, así que Wade logra iniciar un canto entre el público para darle a Lutz un impulso de confianza, incluso creando una ola con las otras personas de agua. Lutz luego juega aún mejor, y los Windbreakers ganan.

Después del juego, Ember y Gale están en términos más amigables mientras Ember intenta explicar la situación con su tienda. Después de mencionar la fuga, Gale encuentra sospechoso que el agua no haya llegado a Ciudad Fuego en años. Wade menciona inspeccionar una entrada de agua fuera de los límites de la ciudad antes de ser absorbido al sótano de "La Chimenea". Gale le dice a Ember y Wade que si pueden encontrar la fuente de la fuga, la tienda no será cerrada.

Ember y Wade encuentran un globo aerostático que les ayuda a volar sobre la ciudad. Mientras admiran la vista, Ember se molesta cuando ve la Estación Central del Jardín, porque le recuerda cuando era niña y quería ver una flor Vivisteria, ya que puede florecer alrededor de cualquier elemento, incluso el fuego. Sin embargo, ella y Bernie experimentaron racismo por parte de los otros elementos que veían el fuego como destructivo. La estación terminó inundándose, y Ember nunca pudo ver la flor. Luego ven la fuente del agua que viene de una presa rota que detiene el desagüe de los barcos para que no llegue a Ciudad Fuego. Más agua comienza a derramarse, por lo que Ember y Wade logran bloquear la fuga usando sacos de arena.

Más tarde, Ember y Wade comienzan a salir en secreto. Aunque hay algunas actividades que no pueden hacer debido a que Ember es una mujer de fuego, Wade ayuda a encontrar otras cosas que pueden hacer. En su tiempo juntos, Ember comparte otra historia sobre cómo sus padres tuvieron que abandonar su hogar, Tierra de Fuego, después de que una tormenta destruyera su hogar. El día que se fueron, Bernie intentó darle a su padre el Arco Bendecido, la marca más alta de respeto entre el pueblo de fuego, pero su padre no devolvió el arco al ver que su hijo abandonaba su hogar como una traición. Mantienen una llama azul en su tienda, ya que es un aspecto cultural del pueblo de fuego que creen que les trae bendiciones. Ember intenta mantener la relación en secreto de sus padres, pero Cinder afirma que puede oler el amor de su hija.

Wade visita la tienda pero debe fingir ser un inspector porque Bernie odia a las personas de agua. Bernie le da a Wade algunas de sus nueces de carbón que son muy calientes, y Wade las prueba aunque lo queman. Cuando intenta enfriarlas con agua, Bernie se enfada y prohíbe a Wade entrar a la tienda.

Wade regresa a la presa y ve que los sacos de arena no resistieron. Ember llega al lugar y se le ocurre una idea. Usa la arena de las bolsas para crear vidrio templado usando su llama para crear una barrera lo suficientemente fuerte para detener la salida del agua.

Más tarde, Ember se une a Wade para cenar con su familia en la casa de su madre Brook (Catherine O’Hara). Conoce a los hermanos y al tío de Wade también, y aunque al principio es incómodo, el resto de la familia le dice a Ember que Wade no ha dejado de hablar de ella. El tío de Wade rompe accidentalmente una jarra de vidrio, y Ember la recompone en un diseño más hermoso, lo que impresiona a los Ripples. Luego se reúnen para un "Juego de Llanto", ya que la familia de Wade es tan emocional como él, pero el objetivo es NO llorar. Ember y Wade suben al escenario, y Wade logra hacer que Ember derrame una lágrima al darle un emotivo discurso sobre su amor por ella. Luego reciben una llamada de Gale, quien ha visto el vidrio templado y está contenta con él, así que dice que la tienda puede quedarse. Ember y Wade celebran. Antes de irse, Brook le cuenta a Ember sobre una posible oportunidad de trabajo en una empresa de soplado de vidrio que podría usar a alguien con sus habilidades. Aunque a Ember le gusta la idea, está demasiado en conflicto sobre hacerse cargo de la tienda ya que admite a Wade que no es algo que realmente quiera hacer.

Wade lleva a Ember a la Estación Central del Jardín para una sorpresa. Gale está allí, y crea una burbuja de aire para que Ember entre bajo el agua. Wade la lleva bajo tierra donde finalmente ve las flores Vivisteria, que florecen todas cuando se acerca a ellas. La burbuja de aire comienza a encogerse, por lo que Wade logra salir rápidamente con Ember. A pesar de su momento juntos, Ember todavía duda en acercarse a Wade por miedo a que puedan matarse accidentalmente. Wade la anima a tomar las cosas con calma, y logran tocarse las manos, creando vapor. Se acercan más y pueden bailar juntos, pero una vez más Ember siente una obligación hacia su familia y regresa corriendo a la tienda. Wade la sigue y es visto por Cinder. Ella los hace entrar en su habitación en la tienda donde hace lecturas de humo en parejas para ver si su amor es real. Wade logra usar la llama de Ember para brillar a través de él y encender la mecha, pero Bernie llega a casa antes de que Cinder pueda hacer la lectura, y Wade tiene que irse.

El día de la jubilación prevista de Bernie, celebra con las demás personas de fuego para anunciar que está dejando que Ember se haga cargo de la tienda. Wade aparece para declarar su amor por Ember, a pesar de saber cómo reaccionará Bernie. Sin embargo, Ember sigue firme en su posición de no decepcionar a su familia, así que le dice a Wade que no lo ama. Cinder dice que está equivocada porque encontró amor en sus lecturas de humo, pero cuando Ember menciona que su explosión de temperamento causó la fuga de las tuberías, Bernie se siente decepcionado y desiste de su jubilación, diciendo que su confianza en Ember ha sido rota.

Ember se va a estar sola cuando ve que el vidrio de la presa se ha roto y una gran inundación se dirige hacia Ciudad Fuego. Mientras va a advertir a los demás ciudadanos que se dirijan a un terreno más alto, Wade, que se estaba preparando para dejar la Ciudad Elemental, ve todo y regresa corriendo para ayudar. La inundación llega a la tienda, y Ember entra para proteger la llama azul. Wade la ayuda y logra salvar la llama antes de que el agua llegue a todas partes. Terminan atrapados en una habitación, donde la llama de Ember se está calentando demasiado para Wade. Ember intenta romper la habitación para salvar a Wade, pero él no la deja porque podría ser extinguida. Se abrazan fuertemente, y Wade se evapora.

Bernie y Cinder sacan a Ember, y ella llora por haber mentido a sus padres y porque realmente amaba a Wade. Cuando le dice a Bernie que siente que arruinó su sueño y el trabajo de su vida, Bernie le dice que la tienda nunca fue su sueño, ella lo fue. Luego, Ember escucha lo que suena como Wade llorando y goteando desde el techo a un cubo. Ember hace que sus padres digan cosas que pueden hacer que Wade llore, lo que ayuda a que se rematerialice. Ember y Wade luego comparten su primer beso.

Un nuevo comienzo

Meses después, la tienda es reconstruida, y Bernie todavía se jubila pero el negocio va mejor que nunca. Clod ha hecho amistad con otra niña de fuego a la que intenta cortejar. Ember y Wade luego se preparan para irse a una nueva ciudad ya que Ember ha aceptado la pasantía en la empresa de soplado de vidrio. Bernie, Cinder y Brook van a despedir a sus hijos. Antes de que Ember suba al barco, le da a Bernie el Arco Bendecido, que él le devuelve.