颗核心记忆吸离大脑总部、送往迷宫般的长期记忆存放区，莱莉的五座个性岛屿也因而失去功能。留在大脑总部的怒怒（Anger）、厌厌（Disgust）和惊惊（Fear）试图在乐乐回来前维持莱莉快乐的情绪，却使莱莉逐渐疏远父母和朋友，以及放弃她最喜爱的运动——冰球；这也导致了三座个性岛屿的崩塌。在不断受挫后，怒怒植入了一则想法，使莱莉决定独自离开旧金山，回到明尼苏达州寻找快乐。同时，乐乐及忧忧在长期记忆存放区中遇上莱莉儿时的幻想朋友小彬彬（Bing Bong），三人在探索莱莉脑中的不同区域后，带着所有核心记忆