Als de 11-jarige Riley verhuist, willen haar Emoties haar helpen. Plezier, Angst, Woede, Afkeer en Verdriet werken samen, maar als Plezier en Verdriet verdwalen, moeten ze door onbekende gebieden trekken om weer thuis te komen.
Opgroeien valt niet mee voor de jonge Riley als haar familie van de Amerikaanse Midwest naar San Francisco verhuist omdat haar vader daar een nieuwe baan heeft. Riley wordt geleid door haar Emoties: Plezier (Amy Poehler), Angst (Bill Hader), Woede (Lewis Black), Afkeer (Mindy Kaling) en Verdriet (Phyllis Smith). Ze wonen in het Hoofdkwartier, de controlekamer in Rileys hersens, waar ze haar adviseren. Omdat Riley en haar Emoties zich moeilijk kunnen aanpassen aan hun nieuwe leven, ontstaat er chaos in het Hoofdkwartier. Hoewel Plezier, Rileys belangrijkste Emotie, positief wil blijven, komt er ruzie over hoe er met de situatie − stad, school, huis − moet worden omgegaan. Bevat flitsende beelden of patronen die van invloed kunnen zijn op lichtgevoelige kijkers.