影片讲述了刚步入青春期的小女孩莱莉脑海中的复杂情绪进行的一场奇妙冒险。在她的大脑总部，正经历着一场突如其来的大拆迁，为意想不到的新情绪腾出空间。一直以来配合默契的情绪小伙伴乐乐（艾米·波勒 Amy Poehler 配音）、忧忧（菲利丝·史密斯 Phyllis Smith 配音）、怒怒（刘易斯·布莱克 Lewis Black 配音）、怕怕（托尼·海尔 Tony Hale 配音）和厌厌（莉萨·拉皮拉 Liza Lapira 配音），在新情绪焦焦的突然到来时变得不知所措，并且她看起来不是孤身一人。
克里斯·帕拉特 安雅·泰勒-乔伊 查理·戴 杰克·布莱克 布丽·拉尔森 唐纳德·格洛弗 本·萨弗迪 科甘-迈克尔·凯 凯文·迈克尔·理查德森 路易斯·古兹曼 伊萨·雷 格伦·鲍威尔 萝珊娜·奥德嘉
欧文·威尔逊 保罗·纽曼 邦尼·亨特 王牌接线员拉里 切奇·马林 托尼·夏尔赫布 盖多·克隆尼 詹妮弗·路易斯 保罗·杜利 迈克尔·沃利斯 乔治·卡林 凯瑟琳·海蒙德 约翰·拉岑贝格 乔·兰福特 迈克尔·基顿 伊迪·麦克勒格 安德鲁·斯坦顿 小戴尔·恩哈特 迈克尔·舒马赫 杰·雷诺 乔纳斯·里维拉 卢·罗曼诺 艾丽莎·奈特 林赛·柯林斯