Santa Cecilia, Mexique. Il y a longtemps, le père de la petite Coco avait tout quitté pour faire une carrière de chanteur. Sa femme, Imelda, avait dès lors interdit la musique dans sa famille. Mais aujourd'hui Miguel, l'arrière-petit fils de Coco, rêve de devenir musicien. Quand sa grand-mère casse sa guitare, Miguel décide de voler, dans sa tombe, celle d'Ernesto de la Cruz, superstar nationale dont il a tout lieu de penser qu'il était son arrière-arrière-grand-père. Mais, ce faisant, il se retrouve propulsé dans le « monde des ancêtres ». Rapidement, Miguel retrouve les siens, qui seuls peuvent le renvoyer du côté des vivants. Mais Imelda impose pour cela que Miguel renonce à la musique. Celui-ci s'enfuit et part à la recherche de de la Cruz. Hector, sympathique arnaqueur, lui propose son aide. Tous deux réussissent à s'infiltrer dans une fête donnée par de la Cruz. Puis Miguel parvient à entrer en contact avec son idole. Mais bientôt il comprend que de la Cruz a en fait tout volé (ses chansons, sa guitare et même sa vie) à Hector, qui est son véritable ancêtre. Ernesto les fait emprisonner et vole la photo d'Hector qui pourrait lui ouvrir le monde des vivants. Ils s'évadent et se rendent à un concert donné par de la Cruz. Imelda s'y réconcilie avec Hector, chante et reprend la photo à de la Cruz, dont la vraie nature est révélée au public. De retour chez les vivants, Miguel parvient, par une chanson, à réveiller le souvenir d'Hector dans la mémoire défaillante de Coco.