Para dar mayor emoción a la vida de su amiga Vanéllope, Ralph decide crear una nueva ruta en su juego Sugar Rush. Sin embargo, las consecuencias de esta decisión serán más preocupantes que divertidas: uno de los mandos del juego se rompe y el señor Litwak decide apagar la máquina para siempre.

En 1996, Los Trolls son pequeñas criaturas que viven en un estado casi perpetuo de felicidad, cantando, bailando y abrazándose todo el día. Sin embargo, son descubiertos por los Bergens, grandes criaturas miserables que solo pueden sentir felicidad después de comerse a un Troll. Los Bergens encarcelan a los trolls y los comen cada año en una ocasión especial llamada Trollstice. Los Trolls, liderados por su rey, el Rey Peppy, con su hija bebé, la Princesa Poppy, escapan a través de túneles subterráneos el día de Trollstice, cuando el Príncipe Gristle Jr. iba a comerse su primer Troll. Enfurecido, el padre de Gristle Jr., el Rey Gristle Sr., destierra a la Chef, quien estaba a cargo de preparar para el Trollstice.

Poppy y Branch son oficialmente, por fin, pareja (#broppy). A medida que se relacionan, Poppy descubre que Branch tiene un pasado secreto. Una vez formó parte de su fenómeno boyband favorito, BroZone, con sus cuatro hermanos: Floyd, John Dory, Spruce y Clay. BroZone se disolvió cuando Branch era todavía un bebé, al igual que la familia, y Branch no ha vuelto a ver a sus hermanos desde entonces. Pero cuando Floyd, el hermano de Branch, es secuestrado por sus talentos musicales por un par de nefastos villanos estrellas del pop, Velvet y Veneer, Branch y Poppy se embarcan en un angustioso y emotivo viaje para reunir a los otros hermanos y rescatar a Floyd de un destino aún peor que la oscuridad de la cultura pop.