Die elfjährige Riley (Stimme im Original: Kaitlyn Dias) wird plötzlich aus ihrem bisherigen Leben im mittleren Westen gerissen, als ihr Vater einen neuen Job annimmt. Die Familie zieht nach San Francisco und die Gefühle im Kontrollzentrum von Rileys Verstand haben mächtig zu tun: Freude (Amy Poehler) versucht, das Positive herauszustellen, doch Angst (Bill Hader), Wut (Lewis Black), Ekel (Mindy Kaling) und Traurigkeit (Phyllis Smith) bekommen immer mehr die Überhand. Die Gefühle sind sich uneins darüber, wie sie das Mädchen am besten durch den veränderten Alltag navigieren. Als sich Freude und Traurigkeit dann auch noch verlaufen, müssen sie schnell ins Kontrollzentrum zurückfinden, sonst könnte Riley eine große Dummheit begehen. Bald treffen die beiden verirrten Gefühle Rileys imaginären Freund Bing Bong (Richard Kind) und der hat noch eine Ladung guter Laune im Gepäck. Aber der Weg durch Träume und Gedanken zurück in die Zentrale ist lang und voller Hindernisse...