柯克船长（克里斯·派恩 Chris Pine 饰）和企业号的船员们来到了银河系中未知的一个区域，开始完成他们5年的任务——探索新世界，寻找新物种。却在途中滞留异星，遭遇了当地种族追杀，他们必须找到方法离开这个星球。

蓝妹妹（黛米·洛瓦托 Demi Lovato 配音）发现了一张遗落的地图，由此引发精灵们对于神秘村庄真实性的猜想。于是，满怀好奇心的蓝妹妹与聪聪（丹尼·朴迪 Danny Pudi 配音）、笨笨（杰克·麦克布瑞尔 Jack McBrayer 配音）、健健（乔·曼根尼罗 Joe Manganiello 配音）四个小伙伴组成冒险小分队，背着蓝爸爸（曼迪·帕廷金 Mandy Patinkin 配音）离开了精灵村，踏上了充满未知的探秘旅程。一路上，四个小伙伴为所见的新奇景物而兴奋，为陷入漆黑洞穴而慌张，上天下地一路萌行充满欢声笑语，直到他们遇到了最大的对手——格格巫（雷恩·威尔森 Rainn Wilson 配音）。 为抢先找到传说中神秘的蓝精灵村庄，格格巫用尽一切办法拦截冒险小分队，宿敌相遇一场激烈对抗在所难免，也为这场探秘之旅增加了更多的不确定性。值得注意的是，除了格格巫的追击堵截，一支头戴面具勇猛善战的蓝色娘子军也团团围住了冒险小分队。