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.

Zehn Jahre, nachdem Skipper, Kowalski, Rico und Private Spaß und abenteuerliche Spezialeinsätze als Lebensziel ausgerufen haben, stehen die vier Pinguine aus dem New Yorker Zoo vor ihrer größten Herausforderung. Oktopus Dave will sich an allen Pinguinen rächen, sie in monströse Kreaturen verwandeln, weil ihm die niedlichen Vögel in jedem Tierpark die Schau stahlen. Doch Dave rechnet nicht mit der souveränen Coolness der Frackträger und der Unterstützung, die sie durch die Superprofis vom Agententeam "Nordwind" erhalten.