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。

超级坏蛋格鲁（史蒂夫·卡瑞尔 Steve Carell 配音）在听说埃及金字塔被盗的新闻后不满市面上新贼辈出，决定在纳法利欧博士（拉塞尔·布兰德 Russell Brand 配音）的帮助下建造火箭升空盗取月亮。在向坏蛋银行贷款的过程中，格鲁盗取的收缩射线枪被新贼维克托（杰森·席格尔 Jason Segel 配音）抢走。为了夺回收缩射线枪，格鲁决定领养三位孤儿——玛戈（米兰达·卡斯格拉夫 Miranda Cosgrove 配音）、伊迪丝（达娜·盖伊 Dana Gaier 配音）和阿格蕾丝（埃尔希·费舍 Elsie Fisher 配音），利用她们进入维克托的城堡兜售饼干的机会实施偷盗，计划成功后再偷偷处理掉三个小孩。然而在平凡的日常相处中，格鲁却发现自己越来越离不开这三个小鬼，但这样的感情用事却将严重影响周密的盗月计划……

电影分为三个可爱的小故事。
一天，在风景怡人的农场里，小猪、兔子和鸭子见到了一个人类的小宝宝。负责护送小宝宝的鹈鹕拜托三只小动物将宝宝平安的送到他的人类母亲的手中，就这样，三只有些脱线的动物踏上了旅途。
大坏狐狸一心想要将肥美的母鸡当做自己的盘中餐，无奈母鸡太过强大，狐狸根本不是她的对手。既然打不过母鸡，狐狸将“魔爪”伸向了母鸡正在孵的三枚鸡蛋，狐狸决定将这三只小鸡孵出来养大之后再把他们一一吃掉。然而，三只小鸡似乎将狐狸当成了他们的妈妈，亦以为他们自己也是狐狸。
圣诞节就快要来了，农场里的动物们都欢天喜地的准备迎接圣诞老人的到来。然而，鸭子和兔子却在一场意外之中“杀死”的圣诞老人。

江浩宇是一名高三学生，一次意外事件让他获得了能够控制空气的超能力。

远离伦敦的英国乡村，比得兔（詹姆斯·柯登 James Corden 配音）和家人以及朋友们过着快乐的生活，当然除了那个侵占了他自由土地并杀害他父亲的邻居麦格雷戈先生。每天，比得兔都要闯入麦格雷戈的院子偷吃水果蔬菜，顺带和这个顽固凶残的老家伙对决一番。可就在某天，麦格雷戈意外身亡。快乐的兔子们带着郊外的野生动物闯入没有住人的房子大吃八喝，好不自在。然而好景不长，麦格雷戈的侄子托马斯（多姆纳尔·格里森 Domhnall Gleeson 饰）——一个在伦敦闯荡的精英——刚刚丢了工作，偏巧继承了这幢位于乡下的房子。
托马斯来到乡下，毫不留情将野生动物们赶了出去，而比得兔他们一刻也不忘要夺回属于自己的土地……