故事发生在一个所有哺乳类动物和谐共存的美好世界中，兔子朱迪（金妮弗·古德温 Ginnifer Goodwin 配音）从小就梦想着能够成为一名惩恶扬善的刑警，凭借着智慧和努力，朱迪成功的从警校中毕业进入了疯狂动物城警察局，殊不知这里是大型肉食类动物的领地，作为第一只，也是唯一的小型食草类动物，朱迪会遇到怎样的故事呢？
近日里，城中接连发生动物失踪案件，就在全部警员都致力于调查案件真相之时，朱迪却被局长（伊德瑞斯·艾尔巴 Idris Elba 配音）发配成为了一名无足轻重的交警。某日，正在执勤的兔子遇见了名为尼克（杰森·贝特曼 Jason Bateman 配音）的狐狸，两人不打不相识，之后又误打误撞的接受了寻找失踪的水獭先生的任务，如果不能在两天之内找到水獭先生，朱迪就必须自愿离开警局。朱迪找到了尼克，两人联手揭露了一个隐藏在疯狂动物城之中的惊天秘密。

五百年前，由石猴变化而成的齐天大圣孙悟空（张磊 配音）大闹天宫，最终被如来佛祖镇在了五行山下。此去经年，长安城内突然遭到山妖洗劫，童男童女哭声连连，命悬一线。危机时刻，自幼被行脚僧法明（吴文伦 配音）抚养长大的江流儿（林子杰 配音）救下了一个小女孩，结果反遭山妖追杀。经过一番追逐，江流儿无意中解除了孙悟空的封印，齐天大圣自然好好地将山妖教训了一番。因为封印未解开，悟空不得不护送江流儿和小女孩回长安，一路上又遭遇了猪八戒（刘九容 配音）和白龙马。
与此同时，妖王（童自荣 配音）绝不甘心失败，他躲在暗中，等待着给孙悟空一行致命一击的良机……

深邃浩瀚的外层空间，蔚蓝的地球与深不见底、漆黑一片的宇宙形成鲜明对比。一台隶属美国的空间站，数名宇航人员正进行太空漫步，对所属卫星做着例行检查。初上太空的瑞安·斯通博士（桑德拉·布洛克 Sandra Bullock 饰）在经验丰富的宇航员麦特·科沃斯基（乔治·克鲁尼 George Clooney 饰）的协助下，有条不紊地检查每一个部件。此次是科沃斯基退休前的最后一次飞行，他幽默风趣地活跃着团队的氛围。就在此时，休士顿总部传来骇人消息，不久前行将废弃俄罗斯卫星被导弹击毁，碎片以超过子弹的速度在地球轨道上散开，并意外击中其他卫星，引起连锁反应制造了新的碎片。
瑞安一行遭到碎片重创，有的同伴不幸身亡，而她和科沃斯基失去控制坠入宇宙深处。幸存的二人不得不彼此信赖，拼尽全力朝向故土前进……

在尼比鲁星球探查期间，企业号舰长柯克（克里斯·派恩Chris Pine 饰）为营救史波克（扎克瑞·昆图 Zachary Quinto 饰）采取了胆大妄为的举动，几乎危及全舰队员的生命，他也为此付出代价。不久，柯克官复原职，而伦敦发生一起死亡超过四十人的恐怖袭击事件。该事件的始作俑者约翰·哈里森（本尼迪克特·康伯巴奇 Benedict Cumberbatch 饰）正来自联盟内部。此后他驾驶飞机袭击了高层会议，柯克最为敬重的派克将军不幸遇难。为了阻止哈里森的外逃阴谋，柯克重新率领企业号启程追击。危机重重的旅途，他和舰员、朋友之间的信任也受到巨大考验。
当他们最终找到哈里森，才终于知晓他的真实身份，以及伦敦袭击事件背后的阴谋和黑幕……

上一部中，熊猫阿宝（杰克·布莱克 Jack Black 配音）功成名就，成为名震四方的神龙大侠。平日里他随同师傅（达斯汀·霍夫曼 Dustin Hoffman 配音）以及盖世五侠：悍娇虎 （安吉丽娜·朱莉 Angelina Jolie 配音）、猴王（成龙 Jackie Chan 配音）、快螳螂（塞斯·罗根 Seth Rogen 配音）、俏小龙（刘玉玲 Lucy Liu 配音）、灵鹤（大卫·克罗斯 David Cross 配音）在和平谷修炼，生活悠哉游哉。这一日，一伙恶徒闯入山谷抢夺金属材料，在与他们交手中阿宝意外产生幻觉，由此对自己的身世感到疑惑。
另一方面，恶徒的魁首白孔雀沈王爷（加里·奥德曼 Gary Oldman 配音）正图谋闯入王宫，称霸全中国。新的正邪大战拉开序幕，阿宝他们面临前所未有的挑战……