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Ralph Spaccatutto è il cattivo di un videogioco arcade anni ottanta dal Titolo Felix Aggiustatutto. Nell'intro del gioco viene mostrato ai videogiocatori che Ralph viveva in una foresta che venne abbattuta per fare spazio ad un alto condominio dal nome "Belposto". Persa la propria casa, Ralph, finì per vivere in una triste discarica di mattoni poco lontana dal condominio. Arrabbiato per il trattamento subìto il possente boscaiolo iniziò a distruggere tutto con le sue grosse braccia. Felix, il protagonista buono del gioco, aggiusta con il suo martello magico le finestre del condominio "Belposto" ogni volta che, all'inizio di un nuovo livello, Ralph lo demolisce. I "belpostiani" premiano Felix con una medaglia d'oro se completa la sua missione e gettano Ralph dal tetto del condominio facendolo atterrare in una pozzanghera di fango.

Durante una riunione di "Cattivi Anonimi" che si tiene all'interno del videogioco Pac Man, Ralph (presente, nonostante i ripetuti inviti, per la prima volta) rivela che dopo trent'anni passati a rompere palazzi e vivere in una discarica di mattoni, si è stancato di essere un cattivo e vuole dimostrare che anche lui può vincere una medaglia come Felix. Gli altri "cattivi" rimangono sconvolti alle parole di Ralph e gli chiedono se abbia intenzione di comportarsi come Turbo. Turbo era il protagonista di "Turbotime", un vecchio gioco di corse che, invidioso di un nuovo videogame che aveva oscurato la sua fama, Road Blasters, aveva lasciato il suo gioco per scorrazzare disturbando i videogiocatori e mandando in crash le schermate del nuovo gioco. Queste intromissioni avevano portato allo scollegamento di entrambi i giochi di corse da parte del proprietario della sala giochi, il sig. Litwak. Ralph li rassicura che non vuole fare come Turbo ma è solo interessato a vincere una medaglia.

Dopo l'ennesima angheria da parte degli abitanti del condomio, Ralph litiga con i suoi colleghi e scommette sul suo riscatto da eroe. Desideroso di rivalsa, abbandona il videogioco fuggendo attraverso i cavi di alimentazione e decide di entrare in Hero's Duty, un gioco spara-tutto in prima persona collegato da poche settimane alla sala giochi, in cui spera di potersi aggiudicare una medaglia per dimostrare a tutti di essere un eroe. Si unisce alla squadra della sergente Tamora Jean Calhoun per combattere gli "scarafoidi", invasori alieni simili a scarafaggi, e riesce infine ad appropriarsi di una medaglia. Ma risveglia inavvertitamente delle uova di scarafoidi, e uno di questi entra in una capsula di salvataggio mentre attacca Ralph, venendo scaraventato per errore in Sugar Rush, un videogioco di kart ambientato in un mondo di dolciumi.

In questo mondo incontra la piccola Vanellope von Schweetz, un glitch di Sugar Rush, che gli ruba la medaglia per pagarsi l'iscrizione alla gara di kart. I due hAnno dapprima un duro scontro, ma in seguito Ralph viene commosso dalla sfortunata condizione di Vanellope, così decidono di stipulare un patto: Ralph aiuterà Vanellope a costruire un kart per correre nella gara mentre lei, in cambio, gli farà riavere la medaglia qualora vincitrice. Insieme cercherAnno di sfuggire a Re Candito, sovrano di Sugar Rush, che vuole a tutti i costi impedire ai due di restare nel suo gioco e di gareggiare. Insieme si intrufolano in una fabbrica e costruiscono il kart, subito dopo vengono scoperti da Re Candito e se la svignano nascondendosi. Dopo aver insegnato Vanellope a guidare il kart, Ralph e la bambina si apprestano a dirigersi verso la pista dove si terrà la corsa, ma approfittando della distrazione di Vanellope, Ralph viene avvicinato dal re Candito, che gli restituisce la medaglia convincendolo che se un glitch come Vanellope dovesse vincere, i giocatori penserebbero che il gioco sia difettoso. Questo ne causerebbe lo spegnimento e ucciderebbe la piccola Vanellope (poiché i glitch non possono uscire dal loro gioco), così Ralph è costretto a impedire a Vanellope di gareggiare e a distruggere il kart, tradendo la loro amicizia. In seguito Ralph se ne va da Sugar Rush, mentre Vanellope viene catturata da Re Candito e rinchiusa in prigione.

Nel frattempo, Felix e Tamora si precipitano nello stesso gioco: Felix è alla ricerca di Ralph, senza il quale il loro gioco originale rischia di venire spento; Tamora nel frattempo comincia a provare qualcosa per Felix ma decide di abbandonarlo per evitare che venga ucciso come il suo precedente fidanzato, per poi scoprire che lo scarafoide fuggito da Hero's Duty che si è intrufolato in Sugar Rush si è moltiplicato e sta per distruggere il gioco. Felix va al castello ma viene rinchiuso nella prigione di Re Candito.

Lo Spaccatutto torna affranto nel suo videogioco, che scopre essere stato abbandonato dai Belpostiani, a causa del mancato ritorno di Felix e Ralph. Travolto dai sensi di colpa, getta via la sua medaglia contro lo schermo del gioco. Così facendo riesce casualmente a vedere che sul cabinet di Sugar Rush è raffigurata proprio Vanellope. Gli sorge così il dubbio che la bambina non sia affatto un glitch e decide di tornare in Sugar Rush. Qui scopre che Re Candito aveva in realtà manomesso il codice di Vanellope facendola diventare un glitch, oltre che aver messo sottochiave le memorie di tutti gli abitanti del gioco. Ralph si rivolge a Felix, scusandosi per avergli creato così tanti guai, in seguito libera la bambina dalla prigione, e la aiuta a riparare il kart, riconquistando la sua fiducia e la sua amicizia. Vanellope riesce così a partecipare alla gara e a vincere.

Tamora, trovato lo scarafoide, avvisa Felix e Ralph dell'accaduto. Si scopre nel frattempo che Re Candito è in realtà Turbo, intrufolatosi in Sugar Rush dopo lo scollegamento del suo videogioco. Proprio quando Vanellope riesce a superarlo nella corsa e ad avvicinarsi al traguardo, gli scarafoidi assalgono Sugar Rush ed uno di loro (lo stesso che Ralph aveva portato inavvertitamente) divora Turbo. Tutti riescono a scappare fuori dal gioco per mettersi in salvo, tranne Vanellope.

Per salvare lei e il gioco, Ralph decide di far esplodere il Monte Diet Cola, attraverso un'eruzione Coca-Cola Light e Mentos, per attrarre tutti gli scarafoidi verso la luce. Quando arriva alla cima del monte, ritrova Turbo, divenuto ora per metà scarafoide e trasformatosi infine nel virus più potente della sala giochi, tenta di uccidere Ralph, il quale decide di sacrificarsi, buttandosi sul monte per farlo esplodere definitivamente. Vanellope, grazie alla sua capacità di glitch, lo salva all'ultimo momento mentre gli scarafoidi e Turbo vengono distrutti. Salvato il gioco, Vanellope supera il traguardo, permettendo il riavvio del gioco e il ripristino del suo codice. Nel frattempo tutti riacquistano le loro memorie e Vanellope si rivela come la legittima principessa di Sugar Rush, ma lei preferirà essere se stessa, autoproclamandosi presidentessa di Sugar Rush, e usare le sue abilità da glitch come potenziamento durante le corse; poco dopo Ralph, Tamora e Felix tornano ai loro rispettivi videogiochi.

Il ritorno di Ralph permette il riavvio del suo gioco a cui torna con entusiasmo, ottenendo infine il rispetto dei Belpostiani, mentre Felix e Tamora si sposano, con Ralph come testimone. Ralph invece, finalmente accettando il suo ruolo di cattivo, decide di accogliere Q*bert e gli altri personaggi abbandonati nel suo gioco, in nuovi livelli bonus.

Dopo una nuova partita, Ralph viene sollevato dagli abitanti del condominio prima di essere buttato giù come di consueto dopo essere stato sconfitto, e riesce a vedere Vanellope come personaggio scelto dai giocatori, che lo saluta da lontano.