Ralph en zijn beste vriendin Vanellope reizen naar het wereldwijde web om Vanellopes game Sugar Rush te redden. Tijdens hun zoektocht naar een game-onderdeel komen ze steeds verder in digitale problemen - er zit niks anders op dan te vertrouwen op de hulp van de internetbewoners. Zo helpen Yesss, hoofd-algoritme en drijvende kracht achter de trendy website BuzzTube, en Shank, een spijkerharde racer uit het online-racespel Slachtrace, hen door het woeste wereldwijde web te loodsen.

De populaire YouTube-ster Miranda Sings en haar alter ego uit de echte wereld, Colleen Ballinger, delen het voetlicht in een special vol muziek, comedy en goochelkunsten.

Red, Chuck, Bomb en co. ondernemen een nieuw avontuur. Koning Mudbeard is heerser over de kwaadaardige varkens die een alliantie aangaat met een andere schurk. Samen beramen ze een wraakplan nadat hun thuisland vernietigd werd.