Au début de l'automne, beaucoup d'oiseaux migrent sur de longues distances, principalement depuis les zones tempérées, vers le sud, puis reviennent vers le nord au cours du printemps. De par sa géographie et son climat varié, la France est une étape cruciale pour des millions d’entre eux. Pourquoi certaines espèces migrent-elles et pas d’autres  ? Comment les oiseaux se préparent-ils  ? Comment se repèrent-ils  ? Quelles sont leurs stratégies  ?
Alors que ces espèces sont de plus en plus menacées par la chasse, la pollution et le réchauffement climatique, Christian Moullec, l’homme qui vole en ULM avec les oiseaux migrateurs, et Xavier Muller, journaliste scientifique, mènent l’enquête et rencontrent des acteurs de l'écologie qui oeuvrent pour les protéger.