《头脑特工队》讲述了小女孩莱莉（凯特林·迪亚斯 Kaitlyn Dias 配音）的成长故事。她出生于明尼苏达州一个普通家庭，在父母的关爱下度过了快乐的童年，脑海里也珍藏着许多温暖美好的回忆。而这些记忆，始终与五位特殊的“伙伴”紧密相连——代表人类主要情绪的乐乐（艾米·波勒 Amy Poehler 配音）、忧忧（菲利丝·史密斯 Phyllis Smith 配音）、怕怕（比尔·哈德尔 Bill Hader 配音）、厌厌（敏迪·卡灵 Mindy Kaling 配音）和怒怒（刘易斯·布莱克 Lewis Black 配音）。
作为情绪团队的核心，乐乐带领大家努力让莱莉保持快乐，并不断创造珍贵的美好回忆。然而，一场搬家打破了原本平静的生活。莱莉随父母来到旧金山后，不仅要面对狭窄破旧的公寓和完全陌生的校园环境，还逐渐失去了曾经的友情。接连而来的变化让她越来越难以适应，负面情绪不断积累，内心原本明亮的世界也开始一点点崩塌。为了守护莱莉珍贵的记忆与情感，乐乐不得不展开行动……
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