这个故事发生在一个哺乳类动物和平共处的理想世界中。主人公兔子朱迪（金妮弗·古德温 Ginnifer Goodwin 配音）从小就梦想成为一名刑警，凭借聪明才智和不懈努力，她成功地从警校毕业进入了疯狂动物城警察局。然而，作为首个也是唯一的小型食草类动物，她对于这座大型食肉类动物的城市的真正面貌一无所知。最近，城中接连发生动物失踪案件。在所有警员致力于调查案件的真相之际，局长（伊德瑞斯·艾尔巴 Idris Elba 配音）却将朱迪降为无足轻重的交警。某日，朱迪在执勤时结识了一只名叫尼克（杰森·贝特曼 Jason Bateman 配音）的狐狸。两人初遇相识，后来误打误撞地接到了寻找失踪水獭的任务。如果无法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，两人携手揭露了一个隐藏在疯狂动物城中的惊天秘密。