自诩为全世界最狂热的布偶粉丝，来自于美国的一座小城镇的沃尔特 （彼得·林兹配音）和他的弟弟加里 （杰森·席格尔饰）以及加里的女朋友玛丽 （ 艾米·亚当斯 饰）正在洛杉矶度假，可是却被他意外发现了一个由邪恶的石油商特克斯·里奇曼 （ 克里斯·库柏 饰）一手策划的阴谋。特克斯·里奇曼打算将布偶剧院夷为平地，因为就在这片供布偶们演绎的舞台下面，发现了大量的石油储备，财迷心窍的特克斯打算将这一切据为己有。对于沃尔特、加里和玛丽来说，为了挽救布偶剧院，他们必须得筹备一场能够将观众的注意力重新吸引回来的精彩剧目，只有这样才能收集到足以让剧院继续生存下去的1千万美元。他们先是帮助小布偶科米蛙 （ 斯蒂夫·惠特米勒 配音）找回了散落在各地的布偶家族的成员们，现在他们都分别走上了属于自己的生命之路。福滋熊 （艾里克·雅各逊配音）加入了一个名叫Moopets的翻唱乐队，表演地点是里诺的一家赌场；猪小姐 （艾里克·雅各逊配音）如今已经是巴黎版的《时尚》杂志的一位丰满型的美女编辑了；动物 （艾里克·雅各逊配音）正在圣巴巴拉的一个诊所接受“愤怒管理”的情绪控制治疗；最后是冒失鬼 （戴夫·戈尔兹配音），他现在已然成为了一个力大无穷的管道工程的商业巨头。