1982年，在一个人类与动画角色共存的世界里，新转学来的花栗鼠戴尔正经历着校园社交的寒冬。午餐时分，另一只花栗鼠奇普主动伸出了友谊之手。两个小家伙很快凭借默契的喜剧表演成为校园风云人物，这段童年友谊就此展开。
时光飞逝，成年后的奇普（约翰·穆拉尼配音）和戴尔（安迪·萨姆伯格配音）勇闯好莱坞。他们的动画剧集《救援突击队
二十年后，经历CGI整容的戴尔在动漫展上勉强维持着过气明星的体面，而转行保险业的奇普则与爱犬过着离群索居的生活。直到某天，蒙蒂的求救电话打破平静——这个被奶酪毁掉的老友，正被名为"山谷帮"的犯罪组织追杀。
调查中他们发现，这个由甜心皮特（威尔·阿奈特配音）领导的团伙，专门绑架经典动画角色进行"盗版改造"。当看到《小美人鱼》中的小比目鱼被改造成三流恐怖片角色时，奇普终于意识到事态严重性。更令人毛骨悚然的是，犯罪现场还留着《猫》电影里那些诡异角色的毛发。
随着侦探艾莉（琪琪·莱恩饰）的加入，真相逐渐浮出水面：甜心皮特竟是被时代抛弃的彼得潘！这个曾经永远长不大的男孩，如今变成大腹便便的复仇者，专门生产山寨电影来报复业界。当他们在仓库发现蒙蒂的胡子标本时，最坏的猜测被证实了。
最终对决在码头展开。被改装成弗兰肯斯坦般的皮特，融合了擎天柱、胡迪警长等数十个角色的特征。千钧一发之际，那个曾被嘲笑"丑爆了"的索尼克（蒂姆·罗宾逊配音）带着FBI从天而降。而戴尔为奇普挡下致命一击的瞬间，二十年的心结终于解开。
片尾彩蛋里，《救援突击队》重启版大获成功。但观众席中，暗夜鸭魔的抱怨暗示着：在这个动画与真人交织的世界里，永远不缺新的冒险。
幕后趣闻：片中出现的"丑版索尼克"，正是源自2019年电影《刺猬索尼克》首支预告引发舆论风暴后，派拉蒙花费500万美元重制角色的真实事件。这个自嘲式的彩蛋，成为好莱坞应对粉丝文化的最佳注脚。