После того как Флинт Локвуд и его друзья спасли мир в первом фильме, изобретатель Честер, директор корпорации, прилетает на остров с целью очистить его от мусора. Сам Флинт и его друзья переезжают в другой город. Флинт не знает, что его машина пережила взрыв и продолжает работать.
Честер решает найти машину и приглашает к себе Локвуда, где тот встречает его помощницу Барб — говорящего орангутанга с человеческим интеллектом. Честер сообщает Флинту, что его машина уцелела, и на его коллег напали сыро-пауки, умеющие плавать. Честер поручает Флинту найти машину и уничтожить. Флинт берёт с собой на остров свою подругу Саманту, её оператора Мэнни, полицейского Эрла, обезьянку Стива, своего отца Тима и Брента.
Прибыв на остров, они замечают, что машина создала окружающую среду для разумной еды. Тим остаётся на корабле, а команда идёт вглубь острова, находит разумных пище-животных и клубнику Барри. Тим отправляется в свой магазин и встречает разумных огурцов, с которыми идёт на рыбалку.
Честер узнаёт, что Флинт взял с собой друзей, и отправляется на остров чтобы разлучить их. Тем временем Флинт находит свою лабораторию. После нападения такодила Саманта замечает, что тот защищал свою семью. Она говорит Флинту, что живые продукты не опасны, но тот не слушает и хочет произвести впечатление на своего кумира — изобретателя Честера.
Саманта и остальные уходят и через несколько минут, осознав настоящую цель Честера, попадают в ловушку. Флинт находит свою машину. Возле неё он видит пару дружелюбных зефирин, для которых машина производит малыша. Флинт уже не знает, стоит ли ему уничтожать машину.
В этот момент Честер захватывает контроль, с помощью флешки перепрограммирует машину Флинта и забирает её с собой. Флинта изобретатель толкает в пропасть, но того спасает разумный зефир.
Флинт идёт к отцу. Вместе с Тимом и пище-животными он разрабатывают план, В сопровождении клубники Барри Флинт проникает в здание Честера. Барри освобождает пище-животных, а Флинт противостоит Честеру, который хочет сделать шоколадные батончики из его друзей.
Честер создаёт многочисленные голограммы — свои копии, но Флинт, используя своё изобретение, находит настоящего Честера. Вскоре прибывает армия пище-животных, возглавляемая Барри. Честер пытается сбежать, но его планы разрушает Барб, которую изобретатель постоянно обижал. Честера съедает сыро-паук. Корпорация уничтожена, а Флинт устанавливает свою машину на место, после чего идёт на рыбалку со своим отцом и друзьями.