Cuando Riley de 11 años se muda a otra ciudad, sus Emociones, Alegría, Miedo, Ira, Asco y Tristeza le ayudan, pero cuando Alegría y Tristeza desaparecen, deben recorrer lugares extraños para volver.
Riley abandona el Medio Oeste cuando su padre se va a trabajar a San Francisco. Riley se guía por las Emociones: Alegría (Amy Poehler), Miedo (Bill Hader), Ira (Lewis Black), Asco (Mindy Kaling) y Tristeza (Phyllis Smith), que viven en su mente. Aunque Alegría, la más importante trata de mantenerla positiva, las demás entran en conflicto por cómo moverse por una nueva ciudad, casa y colegio. Algunas secuencias o formas con luces parpadeantes pueden afectar a los espectadores fotosensibles.