电影《IF》以一段温馨的家庭蒙太奇开场。小女孩碧（奥黛丽·霍夫曼饰）与父母（约翰·卡拉辛斯基和凯瑟琳·达达里奥饰）度过欢乐时光，直到母亲罹患癌症。尽管母亲强撑笑容陪伴碧玩耍，最终还是离开了人世。
时光流转，12岁的碧（凯莉·弗莱明饰）因父亲即将接受心脏手术，暂居祖母玛格丽特（菲奥娜·肖饰）家中。父亲用滑稽表演和虚构朋友逗她开心，但碧始终无动于衷。某天在医院，碧结识了总把自己弄伤的男孩本杰明（艾伦·金），他总爱摆弄骑士与龙的玩具。
深夜外出购买摄像机充电器时，碧撞见一个奇异生物。当她误以为是迷路孩童而呼唤时，对方震惊于碧能看见自己。追逐中，碧跟着生物进入公寓楼，听见她正与楼上住户卡尔（瑞安·雷诺兹饰）交谈。尽管碧试图搭话，卡尔坚称房间里空无一人。
次日夜里，碧目睹卡尔带着那个生物潜入邻居家。透过窗户，她看见卡尔试图接近蓝色（史蒂夫·卡瑞尔饰）——一只憨厚蠢萌的紫色毛绒巨兽，属于小女孩的幻想朋友（IF）。当蓝色因喷嚏惊醒女孩时，躲在床底的卡尔与窗外的碧四目相对。慌乱中转身的碧，迎面撞上墨渍般的昆虫型IF花蕾（菲比·沃勒-布里奇饰），随即晕厥过去。
在卡尔公寓醒来的碧，得知IF们正面临消亡危机——若被人类遗忘便会消失。善良的她决定协助建立"IF配对中心"，为这些幻想伙伴寻找新主人。次日医院探视时，碧惊恐发现蓝色正在走廊游荡，生怕旁人把她当成对着空气说话的怪胎。
康尼岛的秘密退休之家藏着更多IF：由向日葵花（马特·达蒙饰）主持的心理辅导班，成员包括超级英雄犬（山姆·洛克威尔饰）、焦虑泡泡（奥卡菲娜饰）、话痨冰块（布莱德利·库珀）等各色角色。最令人动容的是年迈泰迪熊路易斯（小路易斯·戈塞特饰），他不仅记得碧的本名伊丽莎白，更引导她闭眼回忆——刹那间，昔日的康尼岛在脑海中复活，人类与IF和谐共处的盛景令碧决心全力相助。
为帮本杰明寻找IF，碧面试了独角兽（艾米莉·布朗特饰）、太空人（乔治·克鲁尼饰）等候选者，却都以失败告终。转机出现在阁楼旧物中：碧发现祖母年轻时与花蕾的合影，当夜半唱片机响起，玛格丽特即兴起舞的瞬间，花蕾不仅同步翩跹，更绽放出闪耀蝶翼——被记起的IF将重获新生。
侦探科斯莫（克里斯托弗·梅洛尼饰）提供的线索，让三人找到蓝色的原主人杰瑞米（鲍比·莫伊尼汉饰）。当蓝色将爪子搭上这个焦虑上班族的肩膀，熟悉的光芒再次涌现——成年人对童年的记忆闸门就此打开。
父亲术后突发危急，所有IF齐聚医院守护。碧含泪讲述自己封闭内心的故事，终于唤醒父亲。当她冲出病房报喜时，IF们却集体消失。直到房东透露"卡尔公寓"根本不存在，碧才从童年涂鸦中惊觉：那个小丑模样的IF卡尔文，正是卡尔的原型。
结局处，IF们纷纷与长大成人的旧主重逢：便利店员认出科斯莫，护士拥抱鳄鱼艾丽，本杰明也获得了专属龙伙伴。最动人的是碧父被看不见的基思（布拉德·皮特饰）绊倒——原来每个人心底，都住着永不消逝的幻想朋友。
这部充满童真与治愈力的奇幻之作，用温柔笔触探讨了记忆与遗忘的生命课题。当片尾字幕致敬已故的小路易斯·戈塞特时，银幕内外都沉浸在IF们带来的魔法里——有些羁绊，从来不需要肉眼见证。