沃爾特（Peter Linz 配音）和蓋瑞（傑森·席格爾 Jason Segel 飾）是一對情深意篤的兄弟，所不同的是沃爾特是一個永遠不會長高的布偶，而蓋瑞則是正常的人類。歲月流逝，蓋瑞漸漸長大，擁有自己的工作和愛情，沃爾特則始終保持孩童般的心，他最愛看的就是電視上播放的布偶秀，即使這個節目已經停播多年，但他還是布偶秀的忠實粉絲。某天，蓋瑞和女友瑪麗（艾米·亞當斯 Amy Adams 飾）、沃爾特前往洛杉磯旅行，順便參觀布偶秀的劇院。沃爾特意外得知，某黑心上人要收購這裏的土地挖掘石油。為了保護心中的聖地，他必須找到散落在各個角落的布偶家族成員……
