Les Minions sont des petites créatures jaunes qui existent depuis la nuit des temps, ils sont l'évolution d'organismes unicellulaires jaunes qui n'ont qu'un seul but : servir les méchants les plus ambitieux de l'histoire. Après que leur stupidité a détruit tous leurs maîtres, dont un tyrannosaure Rex (tombé dans un volcan), un pharaon (écrasé sous une pyramide avec tout son peuple), Napoléon (ayant reçu un coup de canon) ou encore Dracula (exposé à la lumière du soleil), ils décident de s'isoler du monde et de commencer une nouvelle vie en Arctique. Une éternité après, en 1968, l'absence d'un maître les pousse dans la dépression. Kevin, Stuart et Bob (et Tim, son ourson en peluche) se mettent alors en quête d'un nouveau méchant. Ils se rendent à New York et, grâce à la famille Nelson, assistent à une convention de méchants, la Foire du Mal. Ils sont alors en concurrence pour le droit d'être les hommes de main de Scarlet Overkill, une méchante élégante et ambitieuse devenue la première femme super-méchante, déterminée à dominer le monde.
Sur Terre, en 1988, le jeune Peter Jason Quill rend visite à sa mère à l'hôpital. Cette dernière est atteinte d'un cancer en phase terminale. Elle donne un cadeau à Peter puis meurt. Peter s'enfuit en pleurs, avant d'être aspiré par un vaisseau spatial.
Hiro Hamada est un génie de la robotique âgé de 14 ans, qui vit dans la ville fictive et futuriste de San Fransokyo (une ville hybride entre San Francisco et Tokyo). Élevé par sa tante Cassie et son frère aîné Tadashi après la mort de ses parents, il passe son temps à participer à des combats de robots illégaux. Pour ressaisir Hiro, Tadashi l'emmène au centre de robotique de son université, où Hiro rencontre les amis de son frère : GoGo Tamago, accro à l'adrénaline, Wasabi, un maniaque de l'ordre et du respect des règles, Honey Lemon, une chimiste surdouée et surexcitée, et Fred, un fan-boy convaincu, ainsi que Baymax, un assistant médical personnalisé humanoïde créé par Tadashi.
En 2012, le duo d'agents des « Men in Black » J et K fonctionne toujours après 15 ans d'association. Cependant, J s'interroge de plus en plus sur les causes du caractère renfermé de son partenaire. L'agent O, qui a pris la succession de Z à la tête de l'agence, connait les raisons mais les garde pour elle. Sur la Lune, un extraterrestre boglodite très dangereux, Boris l'Animal, s'évade et retourne sur Terre avec un objectif : tuer K, l'agent qui l'a capturé en 1969 et lui a détruit le bras gauche. L'agent K assiste au retour de son vieil ennemi sur Terre, qui le défie et part en lui disant : « Tu es déjà mort, mais tu ne le sais pas encore ». L'agent K avoue plus tard à J que ne pas avoir tué Boris fut sa plus grande erreur, sans donner plus d'explications. J cherche donc de son côté des informations dans les archives de l'agence « Men in Black » mais certaines lui sont interdites d'accès. Dans la nuit qui suit, K disparait et seul J semble se souvenir de lui : pour le reste de l'agence, K est mort sur le terrain à Cap Canaveral le 16 juillet 1969. Mais O comprend par le comportement de J que Boris a remonté le temps et tué K dans le passé, changeant le continuum espace-temps. La mort de K en 1969 a permis une brèche dans le système de sécurité de la Terre et les boglodites se préparent à une invasion. J décide donc de remonter le temps à son tour, partant pour le 15 juillet 1969 afin de retrouver K avant le Boris du présent. Il utilise pour cela un dispositif créé par un compagnon de cellule de Boris, fonctionnant sur la vitesse accumulée, et doit donc sauter du sommet du Chrysler Building ; le fils du compagnon lui explique avant de partir que si J est le seul à se souvenir de K, c'est parce qu'il a vécu les événements qui ont changé l'histoire.
Les Men in Black (MIB) font partie d'une organisation ultra-secrète créée afin de réguler la présence sur Terre des extraterrestres. Grâce à leurs technologies avancées, ils sont virtuellement inexistants, effaçant la mémoire des témoins gênants. Ainsi, la population ignore la présence de vie extraterrestre au sein de notre planète. Le qualificatif d'« hommes en noir » vient des complets noirs et des lunettes sombres que les membres de l'organisation doivent porter en tout temps.
En 1985, John Bennet est un garçon solitaire de huit ans. Le soir de Noël, il fait le vœu que son ours en peluche qu'il vient de recevoir à Noël prenne vie et qu'il soit son meilleur ami pour la vie ; son vœu sera exaucé par magie, l'ours Ted (traduction de « Teddy bear ») prend vie et cette histoire devient célèbre. 27 ans plus tard, en 2012, Ted et John vivent toujours ensemble, mais la présence de l'ours empiète sur la vie de couple de John, depuis quatre ans avec Lori. En effet, John et son ours se comportent comme de grands enfants, passant leur temps à boire des bières et fumer de la drogue devant des navets, leur préféré étant Flash Gordon. Aussi, Lori va forcer la main de son petit ami et le pousser à s'éloigner de son meilleur ami d'enfance afin de le faire grandir et le rendre plus mûr.
Le méprisable Gru est un super-méchant professionnel, odieux et fier de l'être. Il est aidé de son associé-inventeur, le vieux docteur Néfario, et de ses fidèles Minions.
Au début du XXII siècle, la compagnie Buy-N-Large monopolise l'économie de la Terre par un trust concernant les biens et les services. Il est devenu un gouvernement mondial globalisé. La surconsommation effrénée a tôt fait de transformer le monde en un dépotoir gigantesque. La société commandite un exode massif à bord de vaisseaux spatiaux dans une tentative de préserver l'Humanité. Des milliers de machines robotiques dénommées WALL-E (Waste Allocation Load Lifter-Earthclass) ont été fabriquées par la compagnie. Ces engins ont pour unique tache de « nettoyer » la Terre en compactant la myriade de détritus qui parsèment le sol, durant les cinq années que doit durer l'exode. Mais beaucoup d'entre eux se désactivent inexplicablement et sont hors-services, forçant les humains qui n'ont pas d'autres plans de replis à rester dans l'espace.
À San Francisco, après 3 ans de prison pour cambriolage, Scott Lang est hébergé par son ancien voisin de cellule Luis. Scott tente ensuite de trouver un emploi, car la désistance lui permettrait d'obtenir un droit de visite de sa fille Cassie, âgée de 7 ans, auprès de son ex-femme Maggie, qui s'est recasée avec le policier Paxton. Pendant ce temps, le Dr Henry « Hank » Pym sort de sa retraite, invité par le docteur Darren Cross, son ancien assistant qui l'a évincé de la direction de Pym Technologies, à assister à la démonstration de son nouveau projet : le Yellowjacket, un costume permettant de réduire la taille de son porteur à celle d'un insecte, comme le légendaire super-héros Ant-Man dont il s'inspire. Hope van Dyne est la seule à savoir que son père Hank a réellement été Ant-Man et ce en duo avec sa mère Janet, alias la Guêpe. Hank réalise l'urgente nécessité de protéger le secret de son costume, pour éviter le pire, en détruisant le Yellowjacket et toutes les données du projet. Pour cela, il doit faire en sorte que Scott devienne son successeur et le héros qui est en lui.
New York subit depuis quelque temps la criminalité causée par le Clan des Foot, dirigé par le terrible Shredder. Ce dernier contrôle toute la ville, de la police jusqu'aux politiques. Quatre Tortues Ninja sortent alors des entrailles de la Terre pour l’affronter. Ces quatre frères pourront compter sur le soutien de la jeune reporter April O'Neil et de son cameraman Vernon Fenwick…
Emmet, une personne ordinaire vivant à Bricksburg, est pris par erreur pour le « Spécial » (ou l'« Élu »), c'est-à-dire celui qui peut sauver l'univers face à Lord Business, un tyran maléfique qui se cache sous l'identité du Président Business et qui veut détruire l'univers Lego avec le « Kragle », une machine permettant de coller toutes les figurines Lego. Malgré lui, Emmet va devoir se battre contre cette menace, avec l'aide d'un vieux mystique, Vitruvius, d'une jeune femme robuste, Cool Tag (Wyldstyle en version originale, Rebelle en version québécoise), et du fiancé de cette dernière, Batman.
L'agent J, autrefois formé par son mentor, l'ex-agent K, continue de réglementer l'activité extraterrestre dans les rues de New York pour l'agence secrète MIB depuis 5 ans. Changeant en permanence de partenaires pour diverses raisons, il se voit confier par Z une nouvelle affaire de meurtre impliquant deux aliens. Durant cette enquête, J décide de ne pas respecter le règlement qui oblige à effacer la mémoire des témoins. Il s'apercevra vite que la terre est (à nouveau) en danger si la "lumière de Zartha" n'est pas très vite retrouvée. Malheureusement pour J, la seule personne sachant où se trouve cette lumière n'est autre que K, actuellement à la retraite. La mission se révèle d'autant plus difficile qu'il faut aider K à retrouver la mémoire avant que la puissante Serleena ne trouve elle aussi l'objet de toutes les convoitises, et ce avant minuit.
Scrat va dans l'espace et provoque la collision entre deux planètes, ce qui crée un astéroïde filant droit vers la Terre. Manny, Sid, Diego et le reste de la bande vont devoir fuir leur chez-soi. Buck, la belette de L'Âge de glace 3, est de retour. Nos héros vont voyager vers des terres exotiques et rencontreront une ribambelle de personnages hauts en couleurs, tels que le spirituel Shangri Lama.
Le jour de son mariage, la jeune Susan Murphy reçoit sur la tête une météorite qui la transforme en une géante de plus de vingt mètres. L'armée entre promptement en action, la neutralise et l'incarcère dans une prison secrète. Rebaptisée Génormica, Susan fait connaissance avec ses compagnons d'infortune : le brillant docteur Cafard, un scientifique fou à la tête de cafard, l'hybride macho de singe et à tête de poisson appelé Le Maillon Manquant, l'indestructible et gélatineux BOB et le gigantesque Insectosaure.
Hill Valley, le 25 octobre 1985. Marty McFly, un adolescent typique des années 1980, mène une existence d'un garçon de son âge. Son père, George McFly, timide, couard et ne supportant pas le conflit, s'écrase sans cesse devant son chef de bureau, Biff Tannen, qui l'oblige à rédiger ses propres comptes-rendus. Sa mère, Lorraine Baines McFly, boit beaucoup, son mariage avec George lui pesant ; très possessive, elle s'indigne que son fils sorte avec Jennifer et lui fait souvent des remontrances. Marty a un frère, Dave, et une sœur, Linda.