蛰伏2年之后，多米尼克（范•迪塞尔 Vin Diesel饰）与布莱恩（保罗•沃克 Paul Walker 饰）再度联手把火车中的神秘豪车盗走，遭到了警察和黑帮分子的火线追杀。布莱恩和米亚（乔丹娜•布鲁斯特 Jordana Brewster 饰）到里约寻找援兵，并与多米会和。为了寻找多米等人的下落，FBI王牌探员卢克（“岩石”道恩•强森 Dwayne Johnson饰）挺身而出，组成精英部队，追查来到里约。他雇佣了丧夫的美丽女警艾莲娜（埃尔莎•帕塔奇 Elsa Pataky 饰），一同寻找多米。与此同时，里约的地头蛇也对这些不速之客开火。三股势力开始相互缠斗。 期间，因米亚怀孕，布莱恩决定陪她一起逃亡，所以多米只得依靠昔日老友探寻新车的秘密。在罗曼、韩等人的帮助下，多米终于找到了这辆车的秘密——芯片，并由此揭开了其中隐藏的一个不可告人的计划……

　　大眼仔迈克（Mike Wazowski）和毛怪萨利（James P. Sullivan）是最好的朋友，不过他们可不是一开始就是这样的。想当年他们俩在怪兽大学第一次见面的时候，双方可是谁都无法忍受谁的，那么他们是怎样抛弃成见、求同存异、成为朋友的呢？这就是《怪兽大学》要讲述的故事。 约翰·古德曼（John Goodman）与比利·克里斯托（Billy Crystal）将继续为毛怪萨利（Sully）和大眼仔迈克（Mike）配音，而观众在看到很多老面孔的同时也将会遇到一群新的怪兽。

这一次，破坏王拉尔夫（约翰·C·赖利 John C. Reilly 配音）和云妮洛普（萨拉·丝沃曼 Sarah Silverman 配音）又闯祸了，导致了云妮洛普所在的游戏《甜蜜冲刺》的游戏机方向盘遭到了损坏。这是一台非常古老的街机，在整个互联网中，只有一只备用方向盘正在销售，然而它的售价实在是非常昂贵，老板决定放弃这台机器，将它解体变卖。这也就意味着，《甜蜜冲刺》里的角色们将永远失去他们的家园。 为了避免这一悲剧的发生，拉尔夫和云妮洛普决定亲自到互联网里去走一遭，买回方向盘。一路上，他们惹了无数的笑料，犯了无数令人啼笑皆非的错误。为了赚钱，拉尔夫不惜亲自出马成为视频网站的网红赚取点击量变现，而云妮洛普则在另一款赛车游戏《狂野飙车》里找到了真正的自我。

布鲁斯南扮演的剑桥教授在遇到旧爱之后，他开始重新考虑他目前的生活，包括他让自己学生的姐姐（杰西卡 阿尔芭）怀孕的这档事。

生活在日本东京的野比大雄（大原惠美 配音），是一个学习不上进、日常迷迷糊糊并且饱受同学欺负的男孩。他的性格不仅左右着自己的事业和婚姻，还对未来子孙产生莫大的影响。为此，大雄孙子的孙子世修（松本さち 配音）带着猫型机器人哆啦A梦（水田山葵 配音）乘坐时光机突然来访，期望彻底改变大雄及整个家族的命运。在哆啦A梦的帮助下，大雄不再受到胖虎（木村昴 配音）和小夫（关智一 配音）等人的欺负，他喜欢美丽的女孩源静香（嘉数由美 配音）。为了实现和静香结婚的命运，他和哆啦A梦穿越时空，见证了决定人生的最关键的时刻和事件。当大雄慢慢开始变得幸福之际，哆啦A梦也到了必须返回22世纪的时候……本片根据藤子·F·不二雄的经典名作改编。