O que controla nossas emoções? Como são determinados os nossos sentimentos? E se tudo isso for feito por "pessoinhas" dentro do nosso cérebro? É isso o que acontece com Riley, uma garota de 11 anos, que enfrenta mudanças importantes em sua vida. Seus pais resolveram sair de sua cidade natal, em Minnesota, para viver em San Francisco. Com a mudança, seus sentimentos também começam a se sentir diferentes. Alegria, a líder, tenta conduzir Medo, Raiva, Nojinho e Tristeza nessa jornada turbulenta que é o crescer, e juntos eles se esforçam para adaptar-se a uma nova vida. Apesar do positivismo de Alegria, as outras emoções entram em conflito para resolver qual a melhor maneira de viver na nova cidade, em casa, na escola e até no time de hóquei, esporte preferido de Riley. Neste percurso, as memórias base da garota são alteradas, e os sentimentos precisam aprender a lidar com suas diferenças para resolver o problema.