Die elfjährige Riley wird plötzlich aus ihrem bisherigen Leben im mittleren Westen gerissen, als ihr Vater einen neuen Job annimmt. Diese berufliche Veränderung bringt die Familie nach San Francisco und die Gefühle der Tochter ganz schön durcheinander. Wie alle Menschen wird auch Riley von ihren Emotionen geleitet: Freude, Angst, Wut, Ekel und Traurigkeit leben im Kontrollzentrum von Rileys Verstand, von wo aus sie dem jungen Mädchen Ratschläge erteilen und ihr zur Seite stehen. Doch nach dem Umzug haben Riley und ihre Gefühle Probleme mit dem Leben in der fremden Stadt und es geht turbulent zu in der innerlichen Kommandozentrale ihrer Emotionen. Obwohl Freude versucht, positiv zu bleiben, kriegen sich die Gefühle darüber in die Köpfe, wie sie Riley am besten durch den veränderten Alltag in der neuen Stadt, dem neuen Haus und der neuen Schule navigieren.

Der kleine Remy träumt davon, ein berühmter Chefkoch zu werden. Dabei hat er nicht nur mit den Vorurteilen seiner Familie zu kämpfen, sondern auch mit dem offenkundigen Problem, dass es sich bei dem angepeilten Berufszweig um ein eher nagetierfeindliches Gewerbe handelt: Remy ist eine Ratte! Als das Schicksal Remy nach Paris verschlägt und er ausgerechnet im Restaurant von Star-Koch Auguste Gusteau - seinem großen Idol - landet, erfährt er am eigenen Fell, welche Gefahren Haute Cuisine für einen kleinen Nager mit sich bringt. Doch als der Küchenjunge Linguini zufällig Remys spektakuläre Kochkünste entdeckt, wendet sich das Blatt: Die beiden tun sich zusammen und bringen so eine Reihe spannender und urkomischer Ereignisse ins Rollen, die schon bald die kulinarische Welt von Paris in helle Aufruhr versetzen.