Dans une salle d'arcade, Ralph est le héros mal aimé d'un jeu des années 80. Son existence est marquée par la destruction systématique de tout ce qui se trouve sur son chemin. Mais derrière cette façade bruyante et destructrice, il cache un secret : il rêve ardemment d'être aimé de tous. Vanellope Van Schweetz, quant à elle, est une petite pilote déterminée qui vit dans un monde de sucreries où les voitures sont faites de gâteaux et les piste sont pavées de sucre. Mais malheureusement pour elle, elle est considérée comme une erreur de programme et rejetée par tous.Les deux personnages semblent irrémédiablement destinés à se croiser. Et c'est ainsi que Ralph décide de rompre avec les règles et de voyager à travers les différents mondes de la salle d'arcade pour prouver à tous qu'il peut être un véritable héros. Mais pour y parvenir, il lui faudra trouver une alliée dans Vanellope Van Schweetz, qui partage son désir de changement et se joint à lui dans sa quête. Ensemble, ils affronteront les défis les plus grands et les obstacles les plus redoutables pour atteindre leurs rêves et prouver à tous que même les personnages les plus mal aimés peuvent changer et réussir