Synopsis:

Riley naît dans le Minnesota. Dans son Quartier cérébral, le centre de contrôle de son esprit, cinq personnifications de ses émotions de base — Joie, Tristesse, Peur, Dégoût et Colère — prennent vie. Alors qu'elle grandit, ses expériences deviennent des souvenirs, collectés dans des orbes de différentes couleurs, selon l'émotion principale du souvenir (jaunes pour Joie, bleues pour Tristesse, violettes pour Peur, vertes pour Dégoût et rouges pour Colère), qui sont envoyées dans la mémoire à long terme chaque nuit. Ses cinq souvenirs essentiels, gardés à l'écart des autres, sont tous jaunes et donc heureux. Chacun représente un de ses traits essentiels de personnalité — la Bêtise, la Famille, l'Honnêteté, la Passion et l'Amitié —, également représentés sous forme d'îles. Joy dirige le Quartier cérébral, et comme les autres émotions ne comprennent pas le rôle de Tristesse, ils l'éloignent de la table de contrôle. À l'âge de 11 ans, Riley et ses parents déménagent à San Francisco à cause du travail de son père. Riley est peu enjouée à face tout cela : leur nouvelle maison est délabrée et ancienne, la seule pizzeria du coin ne fait que des pizzas au brocoli, son père est stressé à cause du travail, et les camions de déménagement avec leurs affaires sont bloqués au Texas et n'arriveront pas avant des semaines. Quand Tristesse commence à toucher les souvenirs heureux de Riley, les rendant alors tristes, Joie essaie de les garder saufs en isolant Tristesse. Lors du premier jour d'école de Riley, Tristesse fait que Riley commence à pleurer devant toute sa classe, créant un souvenir principal triste. Joie, paniquée, tente de s'en débarrasser, mais finit par se battre avec Tristesse et libère les autres souvenirs essentiels, ce qui déconnecte les îles. Joie, Tristesse et les souvenirs essentiels sont aspirés hors du Quartier cérébral et sont emmenés dans la mémoire à long terme, un immense labyrinthe. Colère, Peur et Dégoût essaient de garder Riley heureuse malgré l'absence de Joie, en vain, ce qui la distance de ses parents, de ses amis et de ses passions, ce qui fait que les îles commencent à se craqueler et à tomber dans les Oubliettes, une zone abyssale où les souvenirs sont oubliés. Colère finit par insérer une idée dans la table de contrôle, ce qui pousse Riley à fuir pour le Minnesota, pensant que ceci pourra lui créer de nouveaux souvenirs essentiels. Alors qu'elles voyagent dans la mémoire à long terme, Joie et Tristesse rencontre Bing Bong, l'ami imaginaire d'enfance de Riley, qui suggère de prendre le Train de la Pensée pour retourner au Quartier cérébral. Alors qu'ils sont en route, Bing Bong, le cœur brisé, regarde le chariot arc-en-ciel, ainsi que d'anciens objects d'enfants, être jetés dans les Oubliettes. Les trois héros prennent les trains, qui s'arrête lorsque Riley se met à dormir, puis déraille complètement quand l'Île de l'Honnêteté tombe après le vol de la carte de crédit de sa mère par Riley. Joie abandonne Tristesse et essaie de prendre un tube pour retourner au Quartier cérébral, mais le tube s'écroule et plonge Joie et Bing Bong dans les Oubliettes.