Eclipsado por los autos jóvenes, el veterano Rayo McQueen ha sido expulsado del deporte que tanto ama. Sin embargo, no se rendirá tan fácilmente, con la ayuda de sus amigos, Rayo aprende trucos nuevos para vencer al arrogante Jackson Storm, el rival que lo humilló.

Finn McMissile, un espía británico, se infiltra en las mayores reservas de petróleo sin explotar del mundo propiedad de un grupo de Lemon para rescatar a un compañero espía. Él es testigo de cómo los limones, aparentemente dirigidos por el profesor Zündapp, cargan un emisor de pulsos electromagnéticos, disfrazado de cámara, en una caja de envío. Tras ser descubierto, huye y finge su muerte.

Cuando su dueño Andy se prepara para ir a la universidad, el vaquero Woody, el astronauta Buzz y el resto de sus amigos juguetes comienzan a preocuparse por su incierto futuro. Todos acaban en una guardería donde comenzarán una serie de trepidantes y divertidas aventuras.

Woody siempre ha sabido cual es lugar en el mundo, y que es su trabajo cuidar de su dueño, ya sea Andy o Bonnie. Pero cuando Bonnie presenta un nuevo juguete llamado Forky, Woody se encarga de enseñarle a Forky cómo ser un juguete. Toda la pandilla comienza un viaje por carretera junto a amigos, tanto viejos como nuevos, que revela cuán grande puede ser el mundo para un juguete.

Mike y Sulley son dos jóvenes monstruos que acuden a la universidad para estudiar la carrera de asustadores. Ahora son amigos íntimos y se llevan muy bien, pero no fue siempre así. Durante sus años de universidad, debieron aprender a dejar sus diferencias de lado y a trabajar en equipo.

La moderna metrópoli mamífera de Zootrópolis es una ciudad absolutamente única. Está compuesta de barrios con diferentes hábitats como la lujosa Plaza Sahara, el Distrito Selva Tropical y el gélido Distrito Tundra. Es un crisol donde los animales de cada entorno conviven, un lugar donde no importa lo que seas. De hecho puedes ser cualquier cosa, desde un elefante enorme hasta la musaraña más diminuta. Pero cuando llega la optimista agente Judy Hopps, descubre que ser la primera conejita de un cuerpo policial compuesto de animales duros y enormes no es nada fácil. Pero está decidida a demostrar su valía y se mete de cabeza en un caso, a pesar de que eso significa trabajar con Nick Wilde, un zorro parlanchín y estafador, para resolver el misterio.

En la ciudad de Monstropolis, los hábiles monstruos empleados para asustar a los niños reciben un nuevo objetivo, pero un desventurado monstruo deja accidentalmente a un niño humano en el mundo secreto por error y el equipo debe trabajar para contenerlo.

Un auto de carreras llamado Lightning McQueen es asaltado en Radiator Springs, donde encuentra el verdadero significado de la amistad y la familia.