洛哈特（戴恩·德哈恩 Dane DeHaan 饰）被派往位于阿尔卑斯山的一间疗养院中，接回在此疗养的公司CEO。在回程的路上，洛哈特遭遇了车祸，左腿骨折，无奈之下，他只得在疗养院中暂时停留养病。在疗养院中，洛哈特结识了神秘的少女汉娜（米娅·高斯 Mia Goth 饰）。
疗养院中诡异的气氛和洛哈特周围发生的接二连三的科学无法解释的事件让洛哈特开始对疗养院的经营性质产生了怀疑。汉娜和主治医生福尔摩（詹森·艾萨克 Jason Isaacs 饰）之间的暧昧关系更让洛哈特察觉到事件的不单纯。终于，洛哈特识破了隐藏在这间疗养院之中的秘密，与此同时，他的噩梦也开始了。
原始人咕噜一家六口在老爸Grug（尼古拉斯·凯奇 Nicolas Cage 配音）的庇护下生活。每天抢夺鸵鸟蛋为食，躲避野兽的追击，每晚听老爸叙述同一个故事，在山洞里过着一成不变的生活。大女儿Eep（艾玛·斯通 Emma Stone 配音）是一个和老爸性格截然相反的充满好奇心的女孩，她不满足一辈子留在这个小山洞里，一心想要追逐山洞外面的新奇世界。
没想到世界末日突然降临，山洞被毁，一家人被迫离开家园，展开一场全新的旅程。离开了居住了“一辈子”的山洞，展现在他们眼前的是一个崭新绚丽却又充满危险的新世界，到处都是食人的花草和叫不出名字的奇异鸟兽，一家人遇到了全所未有的危机。在旅途中，他们还遇到了游牧部落族人Guy（瑞恩·雷诺兹 Ryan Reynolds 配音），他有着超凡的创造力和革新思想，帮助咕噜一家躲过了重重困难，途中他还发明了很多“高科技”产品，并让他们知道了原来生活需要“用脑子”，走路需要“鞋子”等等。一行人在影片中展开了一场闹腾而又惊险的旅程。
自从与玛戈（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）三个可爱的小女孩实现宿命的邂逅，曾经的大坏蛋格鲁（史蒂夫·卡瑞尔 Steve Carell 配音）可真彻底转型了，他金盆洗手，转而化身为慈祥可亲的爸爸和做得一手烂口味布丁果冻的商人。当然凡事没有尽善尽美的，在此期间，憧憬大坏蛋传奇人生的老搭档纳法利欧博士（拉塞尔·布兰德 Russell Brand 配音）离他而去，另谋高就。某天，格鲁被身怀绝技却鲁莽的特工露西·王尔德（克里斯汀·韦格 Kristen Wiig 配音）绑架，原来露西所在的集团研制出可以改变生物基因的药物，可他们位于北极圈的实验室被神秘窃贼偷走，因此才委托有过坏蛋经验的格鲁做卧底。
经过一番考虑，格鲁接受了这项任务，带着超萌的小黄人们，和露西组成了爆笑连连的追凶搭档……
瘴气镇是一个风暴永驻的小镇，所有刚出生驼背的小孩都被疯狂的科学家拉去做助手，并且他们都叫伊戈尔。小镇里的科学家们都以发明邪恶的发明为荣，在每年举办的“全国邪恶科学大展”上夺冠更是每一个科学家梦寐以求的荣誉。其中一个科学家的助手伊戈尔（约翰·库萨克 John Cusack 配音），他不满足于当一辈子的助手，想成为一名科学家，并且展会上赢得第一名！恰好就在展会举行前两周，这个伊戈尔的主人格里肯斯坦博士（艾迪·伊扎德 Eddie Izzard 配音）突然猝死了，这对于伊戈尔是个天赐良机。于是，他冒着杀头的风险，冒名顶替了博士去参赛。在短时间里，他发明了他的第一个作品——伊娃（莫莉·香侬 Molly Shannon 配音），而天下没有不透风的墙，他冒名顶替的事情被人发现了，伊戈尔将如何化解问题，来完成自己的梦想……
