圣诞老人诺斯（亚历克·鲍德温 Alec Baldwin 配音）、复活节兔子（休·杰克曼 Hugh Jackman 配音）、牙仙（艾拉·菲舍尔 Isla Fisher 配音）和沙人，这些童年的守护者个个长生不老、力量强大又动作敏捷，他们的任务就是尽其所能保护所有孩子的天真与想象力，但一个心怀不轨的坏蛋出现了，他打算抢夺孩子们的希望和梦想来抹去守护者的存在。此时这群深受喜爱的英雄需要杰克冻人（克里斯·派恩 Chris Pine 配音）助其一臂之力，但这位新加入的守护者却只喜欢玩雪，对拯救世界毫不关心。从北极最深的隐蔽处、上海的屋顶到新英格兰的迷你小镇，守护者在世界各个角落进行一场规模浩大的战争以对抗邪恶又擅于蛊惑人心的的食虫人（裘德·洛 Jude Law 配音）。他的阴谋是到处散布恐惧来征服全世界，而唯一能够阻止他的就是相信的力量，以及守护者拥有的神奇魔力。
19世纪初，闭关锁国下的日本。一群期盼开国的兰学者（日本近代早期通过学习荷兰语而接触西方文化的知识分子），在幕府掌权下，秘密复制了日本地图。为了将地图副本交予荷兰人，他们派遣年轻的兰学者道庵作为密使出发了。道庵隐藏踪迹行走于山林，而以高山为首的守山人则带着幕府派发的道庵画像，开始了他们的山中围猎……
