Ralph quitte l'univers des jeux d'arcade pour s'aventurer dans le monde sans limite d'Internet à la recherche d'une pièce de rechange pour réparer la borne de Sugar Rush, le jeu vidéo dans lequel vit Vanellope. Rapidement dépassés par le monde qui les entoure, ils vont devoir demander de l'aide aux habitants d'Internet, les Netizens, afin de trouver leur chemin, et notamment à Yesss, l'algorithme principal, le cœur et l'âme du site créateur de tendances BuzzzTube.