未来世界的超级都市旧京山（San Fransokyo），热爱发明创造的天才少年小宏，在哥哥泰迪的鼓励下参加了罗伯特·卡拉汉教授主持的理工学院机器人专业的入学大赛。他凭借神奇的微型磁力机器人赢得观众、参赛者以及考官的一致好评，谁知突如其来的灾难却将小宏的梦想和人生毁于一旦。大火烧毁了展示会场，而哥哥为了救出受困的卡拉汉教授命丧火场。身心饱受创伤的小宏闭门不出，哥哥生前留下的治疗型机器人大白则成为安慰他的唯一伙伴。原以为微型机器人也毁于火灾，谁知小宏和大白竟意外发现有人在某座废弃工厂内大批量地生产他的发明。 稍后哥哥的朋友们弗雷德等人也加入进来，他们穿上小宏发明的超级战士战斗装备，和怀有险恶阴谋的神秘对手展开较量……

这一次，破坏王拉尔夫（约翰·C·赖利 John C. Reilly 配音）和云妮洛普（萨拉·丝沃曼 Sarah Silverman 配音）又闯祸了，导致了云妮洛普所在的游戏《甜蜜冲刺》的游戏机方向盘遭到了损坏。这是一台非常古老的街机，在整个互联网中，只有一只备用方向盘正在销售，然而它的售价实在是非常昂贵，老板决定放弃这台机器，将它解体变卖。这也就意味着，《甜蜜冲刺》里的角色们将永远失去他们的家园。 为了避免这一悲剧的发生，拉尔夫和云妮洛普决定亲自到互联网里去走一遭，买回方向盘。一路上，他们惹了无数的笑料，犯了无数令人啼笑皆非的错误。为了赚钱，拉尔夫不惜亲自出马成为视频网站的网红赚取点击量变现，而云妮洛普则在另一款赛车游戏《狂野飙车》里找到了真正的自我。

影片讲述了一个欢乐又温暖的故事。为了完成爷爷安德烈的遗愿，嘻哈搭档蜜熊维沃与酷女孩加比化身“爱的信使”踏上了一段奇妙冒险旅途。然而，一路上囧况不断，欢乐与惊险并存，他们能完成任务吗？

故事发生在一个所有哺乳类动物和谐共存的美好世界中，兔子朱迪（金妮弗·古德温 Ginnifer Goodwin 配音）从小就梦想着能够成为一名惩恶扬善的刑警，凭借着智慧和努力，朱迪成功的从警校中毕业进入了疯狂动物城警察局，殊不知这里是大型肉食类动物的领地，作为第一只，也是唯一的小型食草类动物，朱迪会遇到怎样的故事呢？ 近日里，城中接连发生动物失踪案件，就在全部警员都致力于调查案件真相之时，朱迪却被局长（伊德瑞斯·艾尔巴 Idris Elba 配音）发配成为了一名无足轻重的交警。某日，正在执勤的兔子遇见了名为尼克（杰森·贝特曼 Jason Bateman 配音）的狐狸，两人不打不相识，之后又误打误撞的接受了寻找失踪的水獭先生的任务，如果不能在两天之内找到水獭先生，朱迪就必须自愿离开警局。朱迪找到了尼克，两人联手揭露了一个隐藏在疯狂动物城之中的惊天秘密。

无敌破坏王（约翰·C·赖利 John C. Reilly 配音）生活在一个80年代出品的低精度游戏中。他的设定身份是一个反派，每天的生活就是在游戏《快手阿修》中大搞破坏，其后由玩家操作的英雄人物快手阿修（杰克·麦克布瑞尔 Jack McBrayer 配音） 会及时赶到进行修补，赢得奖牌，包揽一切荣耀。身为反派，破坏王厌倦了自己的生活，眼看阿修被胜利者的光环围绕，自己却日复一日在无趣中过活，他终于决定改变。单纯的他以为只要自己也能得到一枚奖牌，就可以摆脱反派的身份，于是某日在游戏厅歇业后，破坏王偷偷离开了自己的游戏，前去闯荡其他电子游戏的世界。 在途中，破坏王结识了来自《英雄使命》的冷酷队长（简·林奇 Jane Lynch 配音）和来自90年代糖果赛车游戏《甜蜜冲刺》的小女孩云妮（萨拉·丝沃曼 Sarah Silverman 配音）。后者梦想着能上场比赛，但其身份也不允许她梦想成真。破坏王所属的游戏《快手阿修》由于失去了他被认定为系统错误，如不尽快返回，则游戏就会被永久删除；而《甜蜜冲刺》的游戏世界则在悄悄酝酿着一场巨大的、威胁到整个游戏世界的阴谋。这也许是无敌破坏王实现梦想的机会，但也可能是一条不归路…… 他可以扭转乾坤，成为一名真正的英雄吗？