События нового мультфильма разворачиваются спустя несколько лет после первой части. Райли, уже выросшая и ставшая подростком, готовится к важному этапу — поступлению в команду старшей школы. Её переезд в хоккейный лагерь с лучшими подругами должен стать проверкой её характера и навыков. Однако внутри её сознания царит настоящий переполох.
«Студия сновидений» — это яркий анимационный спин-офф культового фильма «Головоломка», переносящий зрителя за кулисы самого удивительного продюсерского центра. Здесь не снимают фильмы, а тщательно конструируют сновидения для подростка Райли. Возглавляет этот сложный процесс Пол Персиммон, а её команду составляют знакомые по первому фильму эмоции: Радость, Гнев, Печаль, Страх и Отвращение.