作为一名纳米修复工程师（Basic Utility Repair Nano Engineer），电焊工波力（Burn E）（Angus MacLane 配音）的工作就是负责修补真理号太空船上的故障及损伤之处。这应该算是一份比较轻松的工作，但是随着瓦力的到来，一切变得令人难以忍受。起因是瓦力拨弄过的陨石碎片击毁了真理号的航线导航灯，波力得到主机命令后迅速前往修补。在这一过程中，瓦力和伊娃经常让波力分神，致使本来很简单的工作始终无法完成……

患有短期健忘症的多莉（艾伦·德杰尼勒斯 Ellen DeGeneres 配音）曾经也拥有美好的家庭，然而一连串的意外让她与和蔼可亲的父母失散。此去经年，多莉邂逅了小丑鱼父子马林（艾伯特·布鲁克斯 Albert Brooks 配音）和尼莫（海登·罗兰斯 Hayden Rolence 配音），与他们经历了前所未有的大冒险。平静的日子里，童年时期的片段记忆突然闯入多莉的脑海，于是她再度踏上寻找父母的旅程。这一次，她来到了海洋生物博物馆，遇到了不打算回到大海的章鱼汉克（艾德·奥尼尔 Ed O'Neill 配音）以及童年时的朋友鲸鲨运儿（凯特琳·奥尔森 Kaitlin Olson 配音）。循着记忆中的蛛丝马迹，她离父母越来越近。然而在这一过程中，她又和马林父子失散了。

与相濡以沫十几个年头的小主人告别后，胡迪、巴斯光年这群《玩具总动员》的好朋友们来到了新的小主人邦妮（艾米丽·哈恩 Emily Hahn 配音）家中继续他们的快乐生活。这一日，他们正在房间内游戏，可是笨乎乎的恐龙雷克斯（沃伦斯·肖恩 Wallace Shawn 配音）突然出现，搞砸了一切，蛋头先生气急败坏，甚至称它为“搞砸派对的雷克斯”。就在这时，邦妮决定找个玩具去洗澡，躲闪不及的雷克斯被她带入了浴室中。在邦妮的搜索游戏中，雷克斯扮演了一个冰海大恐龙，同时还结识了橡皮鸭、船长这群平常只待在浴室中的新朋友。