Felix kommer seg over til spillet Hero's Duty, og allierer seg med spillets heltinne, sersjant Calhoun, for å hente Ralph og Cy-Bug. En liten jente, Vanellope von Schweetz, stjeler Ralphs medalje for å kjøpe seg bedre plass i den nattlige konkurransen som bestemmer hvilke karakterer som kan spilles neste dag. Men King Candy, hersker over Sugar Rush, forbyr henne å delta i konkurransen fordi hun har feil som gjør at hun begynner å teleportere uten å kontrollere dette. Ralph og Vanellope blir enige om å samarbeide for å finne Ralphs medalje, og samtidig hjelpe Vanellope med å vinne en konkurranse.