Cela fait des années que le compositeur Dave Seville (Jason Lee) tente de se faire connaître dans l’industrie de la musique, mais bien que son ex-coloc d’université soit haut placé à la maison de disques Jett Records, il ne parvient pas à percer. Mais tout va changer quand Dave découvre un trio d’écureuils chantants : Alvin (Justin Long), Simon (Matthew Gray Gubler) et Theodore (Jesse McCartney).