Действия мультипликационной картины «Трио из Бельвилля» происходят в 1959-1969 года во Франции. Главными героями картины являются бабуля по имени мадам Суза и ее внук с необыкновенным именем Чемпион. Они живут со своей собакой по кличке Брюно на окраине Парижа обыденной и весьма унылой жизнью, новшество в которую вносит проведенное рядом метро.
Внучок подрастает понемногу, и все больше его внимание захватывает велоспорт. Чемпион постоянно смотрит велогонки по телевизору, а когда он сам оказался на своей «двухколесной мечте» он просто сиял от счастья. Мадам Суза заметила неподдельный интерес внука к велогонкам и решает заняться его подготовкой к участию в престижнейшей велогонке Тур-де-Франс.
Прошли годы упорных тренировок, и Чемпион превратился в достойного велогонщика и соперника сильнейших участников велогонки Тур-де-Франс. Однако во время велогонки Чемпиона с двумя его соперниками похищают бандиты. Несмотря на свои почтенные годы, активная бабуля угоняет водный велосипед-катамаран, на котором пересекает Атлантический океан. Она попадает в огромный мегаполис Бельвилль, прообразом которого послужил, вероятно, Нью-Йорк. Все жители Бельвилля страдают чрезмерным ожирением. Некоторые из немногих наиболее худых горожан Бельвилля – три пожилые сестры-близняшки – помогают мадам Суза в поисках ее внука Чемпиона.