影片講述瞭剛步入青春期的頭腦特工小女孩萊莉腦海中的復雜情緒進行的一場奇妙冒險。在她的頭腦特工大腦總部，正經歷著一場突如其來的頭腦特工大拆遷，為意想不到的頭腦特工新情緒騰出空間。一直以來配合默契的頭腦特工情緒小夥伴樂樂（艾米·波勒 Amy Poehler 配音）、憂憂（菲利絲·史密斯 Phyllis Smith 配音）、頭腦特工怒怒（劉易斯·佈萊克 Lewis Black 配音）、頭腦特工怕怕（托尼·海爾 Tony Hale 配音）和厭厭（莉薩·拉皮拉 Liza Lapira 配音），頭腦特工在新情緒焦焦的頭腦特工突然到來時變得不知所措，並且她看起來不是頭腦特工孤身一人。頭腦特工