Il film inizia quando Buzz Lightyear si ritrova sul pianeta Zurg. L'eroe, dopo aver superato una serie di difficoltà, compresa una che ricorda Indiana Jones, raggiunge il tiranno galattico, venendo tuttavia disintegrato. Rex giocava al gioco dedicato a Buzz e alle sue avventure, e non vede l'ora di poter sconfiggere Zurg e finire il livello. A casa di Andy, Woody e Buzz sono diventati amici. Un giorno, Woody cercava il suo cappello aiutato dai suoi amici, perché voleva andare al campo campeggio cowboy, finché Slinky lo trova ma riferisce anche che sta arrivando Buster, il vivace cagnolino di Andy.

Di ritorno dalle nozze Shrek e Fiona vengono invitati a corte dai genitori di lei, re Harold e la regina Lilian. Che non sanno che i due sono orchi verdi. Per riparare al misfatto i sovrani, che avevano fatto altri progetti circa le nozze della figlia, chiamano in causa la Fatina Madrina, il Gatto con gli Stivali e il bellissimo Principe Azzurro.

Nella sala di giochi di Litwak le cose vanno molto meglio da quando Ralph ha la sua amica Vanellope e Vanellope ha il suo eroe Ralph. A volte, se mai, alla ragazzina va un po' stretto il suo gioco: sempre le stesse piste, poco spazio per l'imprevisto. Ma ecco che una grande avventura bussa allora alle loro porte, quando un guasto al volante di Sugar Rush, e l'impossibilità di reperire il pezzo di ricambio, minaccia di mandare in pensione il gioco di Vanellope, lasciando senza casa e senza lavoro lei e tutti gli altri corridori. Non resta che tentare di acquistare il volante su Ebay, avventurandosi in quell'ignoto universo chiamato Internet.

Los Angeles. La coppia di poliziotti Martin Riggs e Roger Murtaugh deve proteggere il testimone di un processo per traffico internazionale di droga che fa capo a un boss malavitoso, protetto dall'immunità diplomatica.

Quattro atleti giamaicani sfidano la sorte gareggiando in occasione delle Olimpiadi di Calgary (Canada) in qualità di corridori di bob. Con risorse esigue e con nessuna esperienza, compiere l'impresa per questo gruppo di "ragazzi dei tropici" si prospetta faticoso. Nonostante tutto, Derice Bannock, Sanka Coffie, Yul Brenner e Junior Bevil si recano nella fredda Calgary per competere sul ghiaccio. I quattro giamaicani si assicurano la cooperazione di un ex campione americano di nome Irv che cede alla tentazione di allenare un team "di semi-disperati'.

L'astro nascente delle corse Saetta McQueen, un fiammante bolide con il successo come obiettivo, si trova costretto ad un'inaspettata deviazione nel corso del lungo viaggio per partecipare alla gara più importante della sua carriera. Bloccato nella sonnacchiosa cittadina di Radiator Springs, lungo il vecchio tracciato della Route 66, incontra Sally, Car Attrezzi, Dottor Hudson e tutta una serie di bizzarri personaggi che lo aiuteranno a capire che nella vita non contano solo i trofei e la fama.

Sul Pianeta dei Nerdlucks, il lunapark elettronico sta per fallire per mancanza di nuovi divertimenti. Alla ricerca di soluzioni per rimettere in sesto la situazione, Swackhammer, padrone del lunapark e capo dei Nerdlucks, invia un gruppo sulla Terra con il compito di rapire i Loony Tunes e carpire i segreti dei loro divertimenti. I Nerdlucks stanno per avere la meglio, quando Bugs Bunny ha un'idea: sfida gli avversari ad una partita di basket, se i Tunes vinceranno, potranno rimanere sulla Terra; se perderanno dovranno seguire i nemici sul loro Pianeta.

È arrivato il momento dello scioglimento dei ghiacci e il gruppo ormai affiatato (nonostante le differenze) composto da Manny (il mammuth) Diego (la tigre con i denti a sciabola) e Sid (il bradipo) deve nuovamente mettersi in marcia alla ricerca di un luogo abitabile. Ma questa volta c'è un problema in più: il cuore malinconico di Manny sembra destinato a battere più velocemente dopo l'incontro con Ellie, una mammuth che crede di essere un opossum... mentre a Diego e a Sid non mancheranno occasioni per accrescere la loro autostima.

Alla vigilia della pensione Roger Murtaugh è degradato per colpa dell'amico e collega Martin Riggs. Con l'aiuto dell'agente Lorna Cole e del petulante Leo Getz, inchiodano un disonesto ex sergente che rifornisce d'armi il ghetto nero di Los Angeles.

I detective Riggs, Murtaugh e Cole, insieme al petulante e iperattivo Leo Getz e alla giovane recluta Lee Butters tentano di chiarire una serie di eventi che coinvolgono un signore del crimine asiatico. Ben presto, però, una normale indagine si trasforma in una missione mortale che ha come obiettivo la vendetta.

Alice Kingsleigh ha trascorso gli ultimi anni seguendo le impronte paterne e navigando per il mare aperto. Al suo rientro a Londra, si ritrova ad attraversare uno specchio magico, che la riporta nel Sottomondo dove incontra nuovamente i suoi amici il Bianconiglio, il Brucaliffo, lo Stregatto e il Cappellaio Matto che sembra non essere più in sé. Il Cappellaio ha perso la sua Moltezza, così Mirana manda Alice alla ricerca della Chronosphere, un oggetto metallico dalla forma sferica custodito nella stanza del Grand Clock che regola il trascorrere del tempo. Tornando indietro nel tempo, incontra amici – e nemici – in diversi momenti della loro vita e inizia una pericolosa corsa per salvare il Cappellaio prima dello scadere del tempo.

L'arzillo 101enne Allan vive pacificamente a Bali, quando la sua bevanda preferita finisce. Allan ne ha dimenticato la formula segreta fra le sue cose all'ospizio dove precedentemente viveva e parte perciò alla ricerca di quella formula. Ma non è l'unico.

Dopo i capovolgimenti degli episodi precedenti - dall'abbandono della palude alle blasonate nozze con la principessa Fiona - l'orco verde dalle orecchie a forma di trombetta, torna nel più politicamente scorretto dei cartoon per assicurare un degno successore al regno di Molto Molto Lontano. In una Hollywood rovesciata a immagine e somiglianza del mondo delle favole, il povero Re Harold, suocero ranocchio di Shrek e padre di Fiona, viene a mancare improvvisamente alla corte dei suoi cari. L'unico erede al trono, dopo il rifiuto incondizionato di Shrek, sembra essere un ingenuo sbarbatello che risponde al nome di Arthur. Insieme al nobile Gatto con gli stivali e al logorroico Ciuchino, i tre eroi partono per una nuova avventura, proprio mentre il Principe Azzurro - stanco ormai di recitare in una platea indegna della sua bellezza - è pronto a meditar vendetta per riprendersi, insieme ai cattivi di tutti i tempi, il regno perduto.

Dopo la vittoria contro le Vipere Striscianti, per la tribù del pallone rimane soltanto un traguardo da raggiungere: la Coppa di Calcio Freestyle. I loro rivali, i Lupi, non sono avversari normali. Nella nebbia attorno la loro fortezza, Ragnarök, si nasconde un misterioso potere: Horizon e i Silver Lights.