Ralph lebt in einem 8-Bit-Videospiel. Seit 30 Jahren ist das seine Welt. glücklich ist er aber nicht besonders, denn tagein, tagaus muss er so tun, als wäre er der Bösewicht und der Zerstörer. Dafür bekommt man natürlich so gar keine Anerkennung, diese hätte der sensible Ralph aber gerne. Dagegen hat es Felix Jr. besser getroffen, der kann alles besser, schneller und ist der freundliche Handwerker, der alles in Windes Eile repariert hat. Der erntet natürlich andauernd die Lorbeeren. Ständig gewinnt so Kontrahent Felix Jr. die Medaillen, die Ralph so liebend gerne hätte. Jetzt reicht es ihm und er will was ändern in seinem Leben. So beginnt Ralph nachts im Dunkeln, wenn keine Spieler mehr in der Spielhalle sind, heimlich durch die Stromkabel zu krabbeln. Am anderen Ende der Kabel befinden sich viele andere Spiele, alle gesammelt in der Central Game Station. Er hat überlegt in einem anderem Arcadespiel, sein Glück zu machen und endlich die heißersehnten Medaillen und mit ihnen den verdienten Ruhm und besonders Anerkennung zu ernten. Er landet in dem High-tech Spiel Hero´s Duty, welches vollends computeranimiert ist, coole Graphiken hat, komplexe und actionsreiche Missionen und High Speed Moves bereit hält. Ralph, als Retrofigur, ist damit bald total überfordert. Sergeant Calhoun leitet die Missionen in diesem Spiel und bekommt nun schnell mit, dass etwas so ganz und gar nicht stimmt. Bald merkt er, dass Ralph nicht das ist, wofür er sich ausgibt. Für Ralph wird die Luft nun zu dünn und er muss flüchten, aber nicht ohne eine der Sieger-Medaillen, die er sich so sehr wünscht, zu klauen. Der Sergeant ist berechtigt wütend und tobt was das Zeug hält. Ralph landet auf seiner Flucht durch die virtuellen Welten in dem zuckersüßen Racing Game Sugar Rush. Dort trifft er auf Vanellope von Schweetz, diese nervt ihn anfangs mächtig. Schnell wird dann aber doch klar, dass sie eins gemeinsam haben, denn auch Vanellope ist eine Außenseiterin. Durch einen Pixelfehler funktioniert sie einfach nicht richtig, möchte aber unbedingt als Rennfahrerin in die Startformation. Durch ihre Aufgewecktheit und witzige Art wird sie bald eine großartige Freundin für Ralph. Das Leben könnte jetzt so schön sein, aber eine dunkle Bedrohung zieht auf und Ralph muss seinen Mut zusammen nehmen, um die Spielewelt zu retten. Sonst heißt es für die beiden Freunde und all den anderen bald Game Over...

Nach einem unglücklichen Unfall stürzen sich Ralph und seine quirlige Freundin Vanellope ins Internet, um dort nach einem wichtigen Ersatzteil für Vanellopes Videospiel zu suchen. Dabei schauen sie nicht nur hinter die Kulissen des World Wide Webs, sondern begegnen auch allerhand schrägen Figuren, die es nicht immer gut mit unseren liebenswerten Helden meinen. Und wo sollen sie überhaupt in dieser unübersichtlichen und sich ständig verändernden Welt mit ihrer Suche anfangen? Gänzlich unerfahren im Umgang mit dem Surfen im Netz richten die beiden innerhalb kürzester Zeit im Internet völliges Chaos an…