中年内向的唐志军（杨皓宇 饰），是一家科幻杂志社的主编。一个困惑他一生的难题，令他误入一段啼笑皆非的旅途。然而在旅途的终点，等待唐志军的答案，远远超过了他的预期。

超人家族时隔14年强势回归！这次站在聚光灯下的是弹力女超人海伦（霍利·亨特 配音），超能先生巴鲍勃（格雷格·T·尼尔森 配音）则在家照料巴小倩和巴小飞，过起了“正常人”的居家生活。这一角色转换对于每个家庭成员来说都是艰难的，更何况他们都还没意识到宝宝巴小杰的超能力已经悄然增长。当剧中新反派开始酝酿一个狡诈危险的阴谋，超人家族必须联合酷冰侠（塞缪尔·杰克逊 配音）的力量团结对外——然而即使各自都有超能力，真正做起来却是知易行难。

人类青年乔纳森（安迪·萨姆伯格 Andy Samberg 配音）与吸血鬼梅菲丝（赛琳娜·戈麦斯 Selena Gomez 配音）婚后生下了混血儿子丹尼斯。精灵旅社也放宽了入住规则，面向人类游客开放，生意更加兴隆。吸血鬼公爵德古拉（亚当·桑德勒 Adam Sandler 配音）用尽浑身解数，只为激发孙子丹尼斯的吸血鬼潜能。德古拉的老爸弗拉德（梅尔·布鲁克斯 Mel Brooks 配音）突然造访，古板的弗拉德无法接受孙女与人类相爱，一怒之下决定毁掉旅社，精灵旅社顿时人仰马翻。就在这时，丹尼斯的身体却发生了奇妙的变化……

荒凉神秘的苏格兰这次成为皮克斯动画片的故事发生地。 性情急躁、头发乱糟糟的玛瑞达尽管身为公主，但却更喜欢当一名弓箭手。这与她妈妈的意愿发生了冲突，于是玛瑞达做出了一个鲁莽的决定，未曾料到给父亲的王国、母亲的生命造成了危险。玛瑞达和无法预料的自然之力、黑暗魔法、古代诅咒抗争着，要让一切重回正轨…… 执导本片的布兰达·查普曼曾执导过《埃及王子》（The Prince of Egypt），并为《狮子王》（The Lion King）创作故事，她也是为皮克斯执导影片的第一位女导演。

距上一次的冒险已经过去11个年头，转眼间安迪（约翰·莫里斯 John Morris 配音）变成了17岁的阳光男孩。这年夏天，安迪即将开始大学生活，他必须将自己的房间收拾整齐留给妹妹。此前，伍迪（汤姆·汉克斯 Tom Hanks 配音）与巴斯光年（蒂姆·艾伦 Tim Allen 配音）等玩具一直期待安迪再和他们玩耍，但是随着岁月的流逝，他们被冷落在箱子里很久了。安迪十分珍惜这些童年的玩伴，于是准备将他们收在阁楼。谁曾想，妈妈却把玩具们当作废物扔到街道上。玩具们误解了安迪，于是愤然出走，宁可被捐赠到阳光之家幼儿园。 伍迪尽力劝解大家，却收效甚微，只得独自黯然离开。巴斯光年他们原本以为将重新回到往昔的快乐时光，不料却陷入一场阴谋之中……