« Percy Jackson et les Olympiens » suit Percy, un jeune de 12 ans qui apprend que son père absent cache bien plus qu’il ne le pensait. Percy est le fils de Poséidon (Toby Stephens), le dieu grec de la mer, ce qui en fait un demi-dieu ou un sang-mêlé. Après qu’un incident à l’école l’ait expulsé, sa mère Sally (Virginia Kull) et son meilleur ami Grover, qui est en fait son satyre protecteur, l’emmènent au Camp Half-Blood. Le camp protège les demi-dieux et les prépare aux monstres qui les poursuivent en raison de leur pedigree.
Pendant son entraînement, Percy part en quête pour récupérer le boulon principal volé à Zeus. Le dieu grec du ciel croit que Percy l’a volé, c’est donc au préadolescent de découvrir qui l’a fait, de lui prendre l’éclair et de retourner à l’Olympe. Il emmène Grover et Annabeth, une fille d’Athéna, avec lui dans son voyage. Armé uniquement des connaissances tirées des histoires que sa mère lui a racontées en grandissant, Percy se retrouve rapidement dépassé et en retard.
Ils se déplacent vers l’ouest à travers le pays pour trouver un point d’entrée vers les Enfers. Dans l’espoir de récupérer le verrou et Sally (qui a apparemment été tuée mais qui serait vivante), le trio rencontre diverses figures grecques, de Méduse à Ares, et se fraye un chemin pour se sortir de situations périlleuses. En chemin, les trois se lient et en apprennent davantage sur la dynamique des dieux.