Simon a 7 ans. Un mystérieux ballon rouge le suit dans Paris. Sa mère Suzanne est marionnettiste et prépare son nouveau spectacle. Totalement absorbée par sa création, elle se laisse déborder par son quotidien et décide d'engager Song Fang, une jeune étudiante en cinéma, afin de l'aider à s'occuper de Simon.

Une petite salle de gym est menacée de fermeture. Pour éviter ce sort, les gérants de l'établissement devront battre ceux d'un grand centre de fitness au ballon chasseur.

Dans un Paris des années 50, un petit garçon trouve un gros ballon rouge accroché à un réverbère. Commence alors une histoire d'amitié avec ce ballon qui suit de lui-même le petit garçon dans les rues de Paris. La jalousie d'une bande de garçons de son âge vont mener ce film vers une fin à la fois tragique et magique.