Ralph, de 2,7 metros de altura, es el villano de un videojuego de arcade llamado Fix-It Félix Jr.,donde Felix es el héroe principal del juego y va arreglando los edificios que Ralph destruye. después de 30 años haciendo el mismo trabajo, empieza a cuestionar su vida,los villanos de los demás videojuegos le dicen que no puede cambiar quien es y debe aprender a aceptarse, durante el 30 aniversario de su juego no es invitado a la fiesta y este se molesta al ver que en el pastel que tiene la forma de todo el juego, solo se lo ve como un malvado demoledor, y en una arranque de furia destruye el pastel sin querer aceptar su naturaleza, por lo que jura que ganara una medalla y volverá para demostrar que no solo puede ser un villano.
Después de enterarse que en un juego de disparos en primera persona llamado Hero's Duty se ganan medallas, este roba un traje de soldado para entrar en el juego, pero ralph se acobarda ante la comandante Calhoun y la violencia del juego, en el cual deben destruir a una plaga conocida como Cy-bugs, después de terminar el juego Ralph escala a lo alto del edificio para obtener una medalla la cual consigue, pero por error pisa un huevo de Cy-bug el cual eclosiona y hace que Ralh caiga en una nave de escape junto con la plaga, mientras tanto Felix se entera por medio de Q*bert que Ralph se escapo del juego, por lo que va Hero's Duty a traerlo de vuelta, pero se topa con la sargento Calhoun y queda enamorado de ella (a pesar de que intento matarlo creyendo que era un Cy-bug) pero Felix solo llega para ver a Ralph escapando en una nave fuera de control.
Después del desastre, Calhoun acepta acompañar a Felix debido a que Ralph viajaba con una larva de Cy-bug y en otros juegos era considerado como virus, la nave entra en Sugar Rush, un juego de carreras de karts, donde las pistas de carreras están hechas de caramelos, galletas y otros dulces, donde Ralph ve como el Cy-bug aparentemente se ahoga en un lago, pero Ralph pierde su medalla e intenta escalar un árbol para recuperarla, allí, se encuentra a Vanellope von Schweetz, una niña de nueve años la cual le roba su medalla para entrar a la carrera y formar parte de los personajes elegibles, pero el Rey Candy, supuesto soberano del juego, le dice que no puede correr por que es una falla, pero ya estaba nominada por lo que no podía hacer nada, Ralph trata de atraparla, pero ve como es maltratada por sus compañeros los cuales destruyen el kart de Vanellope, ralph los asusta y le pide a la chica que le devuelva su medalla pero esta la dice que solo la podrá recuperar si gana la carrera, esto hace que Ralph se enoje y destruya todo a su paso, pero vanellope le pide su ayuda para construir un nuevo kart, mientras Felix le cuenta a Calhoun la historia de turbo, un famoso corredor de un videojuego, pero al llegar un juego de carreras mas moderno este se pone celoso e invade el arcade, lo que hace creer al dueño que están dañados y ambos juegos son desenchufados con turbo adentro.
Después de mucho trabajo, vanellope por fin esta lista para correr, pero Rey Candy, le dice en privado a Ralph, que no puede correr, ya que si gana y es elegida como personaje, los jugadores la verán fallar y creerán que el juego esta dañado y lo desenchufaran, vanellope no podrá escapar ya que es un glich y desaparecerá para siempre, el rey le devuelve su medalla para que se vaya del juego, Ralph trata de explicarle la situación a Vanellope, pero ella cree que después de recuperar su medalla ya no la quería ayudar, Ralph la acorrala y para salvarla destruye su kart, lo que hace que Vanellope le diga que es un villano malvado, Ralph entristecido regresa a su juego, pero se ausento mucho tiempo y creen que el juego esta roto por lo que lo desenchufaran, ahora mas solo que nunca se lamenta por lo que hizo y arroja su medalla contra la pantalla del juego, pero ahí puede ver Sugar Rush, y en un costado esta Vanellope como la protagonista, Ralph tortura al asistente del Rey Candy, y este le confiesa que Vanellope era la protagonista real, pero el rey destruyo su código convirtiéndola en una falla, Ralph se enteran que Felix y Vanellope están apresados, por lo que Ralph hace lo que mejor sabe hacer, demoler el calabozo, ahí le pide a Felix que repare el Kart de Vanellope.
Ralph, Felix y Vanellope llegan a la carrera y ahí Vanellope usa sus Glichs para avanzar rápidamente, pero el Rey Candy trata de tirarla, y ahí rebela su verdadera identidad, es Turbo, el cual regreso para ser el Rey de las Carreras, Vanellope esta apunto de ser arrojada al precipicio pero gracias a su glich toma la delantera y hace que turbo se estrelle, pero en ese momento se revela que el Cy-bug no murió e invade todo el juego con sus larvas, Vanellope no puede cruzar la meta y ahora deben desalojar el juego, pero Vanellope no puede salir, y sin un faro no podrán deshacerse de los Cy-bugs, pero Ralph se abre paso para llegar al volcán de cola, donde planea derribar todas las pastillas efervescentes para que haga erupción, pero es emboscado por Turbo el cual se fusiona con un Cy-bug y se convierte en un virus, pero Ralph da el ultimo golpe a el cráter mientras ve la medalla que le hizo Vanellope, pero la chica usa su poder para salvar a Ralph antes de que muera hervido en la soda, la erupción hace que todos los Cy-bugs
