当13岁的莱莉·安德森（Kensington Tallman配音）站在冰球赛场时，她脑海中五位情绪小人正忙得不可开交。快乐（Amy Poehler配音）像往常一样主导着控制台，忧伤（Phyllis Smith配音）、愤怒（Lewis Black配音）、厌厌（Liza Lapira配音）和怕怕（Tony Hale配音）则各司其职。这场比赛中莱莉因犯规被罚下场，但最终仍以一记绝杀赢得胜利。教练罗伯茨（Yvette Nicole Brown配音）随即向她和好友格蕾丝（Grace Lu配音）、布里（Sumayyah Nuriddin-Green配音）发出高中校队"火鹰队"训练营的邀请。
深夜，情绪总部突然被刺耳的"青春期警报"惊醒。施工队粗暴地改造着控制中心，新安装的复杂控制台让老员工们手足无措。次日清晨，当莱莉得知两位挚友将就读不同高中时，她的大脑突然闯入五位新成员：焦虑（Maya Hawke配音）像失控的陀螺般忙个不停，嫉妒（Ayo Edebiri配音）盯着火鹰队长瓦伦蒂娜（Lillimar Hernandez配音）的红色挑染发呆，尴尬（Paul Walter Hauser配音）缩在角落不敢见人，无聊（Adele Exarchopoulos配音）瘫在沙发上玩手机，而怀旧（June Squibb配音）则被焦虑断言"现在还用不上"。
训练营里，莱莉在社交焦虑中逐渐迷失。当需要在老友与新团队之间做选择时，焦虑将象征莱莉核心特质的"自我岛"扔进记忆深渊，并囚禁了五位原始情绪。在记忆迷宫深处，快乐小队遇见了莱莉童年幻想的卡通人物布鲁菲（Ron Funches配音）和游戏角色兰斯（Yong Yea配音），借助他们的帮助突破重重关卡。与此同时，焦虑正用负面记忆重塑莱莉的认知，让她在讨好新朋友时不断背叛真实的自己。
决赛日成为转折点。当莱莉为破纪录而撞倒格蕾丝时，积压的情绪终于爆发。记忆深渊中的快乐领悟到：成长不是用完美取代缺陷，而是学会与复杂共存。借助愤怒找到的炸药，他们冲破封锁回到控制中心。所有情绪共同构建的新"自我岛"不再是非黑即白的单一评价，而是容纳了成功与失败、欢笑与泪水的立体拼图。
片尾彩蛋中，情绪总部迎来了更繁忙的工作日常——青春期的大脑就像永远在施工的纽约地铁。当快乐好奇地追问莱莉"最深秘密"时，记忆库里蹦出的答案让人忍俊不禁。这个关于成长的故事最终告诉我们：真正的成熟不是消除焦虑，而是学会在情绪风暴中依然紧握自我的罗盘。