Riley vient de quitter sa petite ville natale pour emménager avec sa famille à San Francisco. Les Émotions de la jeune fille l'aident à s'adapter à sa nouvelle école et à sa nouvelle maison. Mais quand Joie, Peur, Tristesse, Dégoût et Colère sont tous ensemble aux commandes du Quartier Cérébral cela se révèle plus difficile que prévu.