故事发生在一个所有哺乳类动物和谐共存的美好世界中，兔子朱迪（金妮弗·古德温 Ginnifer Goodwin 配音）从小就梦想着能够成为一名惩恶扬善的刑警，凭借着智慧和努力，朱迪成功的从警校中毕业进入了疯狂动物城警察局，殊不知这里是大型肉食类动物的领地，作为第一只，也是唯一的小型食草类动物，朱迪会遇到怎样的故事呢？ 近日里，城中接连发生动物失踪案件，就在全部警员都致力于调查案件真相之时，朱迪却被局长（伊德瑞斯·艾尔巴 Idris Elba 配音）发配成为了一名无足轻重的交警。某日，正在执勤的兔子遇见了名为尼克（杰森·贝特曼 Jason Bateman 配音）的狐狸，两人不打不相识，之后又误打误撞的接受了寻找失踪的水獭先生的任务，如果不能在两天之内找到水獭先生，朱迪就必须自愿离开警局。朱迪找到了尼克，两人联手揭露了一个隐藏在疯狂动物城之中的惊天秘密。

科学与宗教之间的界限到底怎样划分？两者是对立的，还是一步就能跨越？凯瑟琳（希拉里·斯万克 Hilary Swank饰）的转变就多次源于这个古老神秘的哲学命题。她曾经忠实地信仰天主，虔诚布道，丈夫和女儿却惨死他人手中，这令凯瑟琳不再相信宗教，她坚定的认为，科学才是一切现象的根本，所谓神，只是人们愚蠢的迷信。 小镇上发生的怪事，却令凯瑟琳的观念发生了又一次的逆转。只因为，圣经上的预言和这里发生的一系列怪事竟然不谋而合。面对这些神秘的现象，凯瑟琳发现，自己的科学信仰面临着严峻的挑战，在小镇沸沸扬扬的风波中，也许主宰一切的是她一直不愿相信的神明……

正值花季的美丽女孩凯西（Odette Yustman 欧黛尤斯曼 饰）近来饱受困扰，她经常能看到一名面容阴森如幽灵般的男孩充满憎恨地望着她。凯西求助好友和医生，但都不见效果，不过却从眼科医生那里得知自己可能拥有双胞胎兄弟/姐妹的消息。这一点随后在父亲那里得到证实，凯西通过翻检母亲的遗物找到线索，并拜访了身在养老院的索菲（Jane Alexander 饰）——一个二战时期大屠杀的幸存者。索菲向其讲述了纳粹对集中营中的双胞胎所做的残酷试验。而这一切都与凯西的遭遇有着千丝万缕的关系。 随着调查的深入，凯西离事实的真相越来越近……