《玩偶奇兵》是一部关于童心、陪伴与爱的动画电影。孩子们对玩偶的爱化作了不可思议的童心能量，这是童心守护者能量的来源。可是，自从孩子迷恋上了pad里的一款游戏，玩偶便被冷落抛弃了，面对“童心”危机，玩偶迷你虎义无反顾踏进了数码世界去冒险拯救小主人。数码世界里危险异常，机智勇敢的迷你虎与小伙伴勇往直前，不过随着险境升级 ，他陷入了朋友质疑、势单力薄的困境……如何冲破困局，小小的童心能否被玩偶找回？玩偶能够顺利回到现实？

纳粹德意志入侵美国，双方各逞其能，无所不用其极。漆黑之夜，手执武士刀的日本女子小津遭遇纳粹军官海因里斯·莫比乌斯，她将布袋中的掘进机交给对方，以求自保，结果反被射杀。在此之后，莫比乌斯命令弗瑞荷费博士进行制造超级战士的血清试验，而刚刚缴获的掘进机成为了博士开展实验的重要辅助。与此同时，担忧掘进机安全的丹尼·库根和贝丝被美国军方带走。少校柯林斯鼓励他们继续沿着现在的英雄之路前行，并派一个粗鲁的中士保护他们。 不久，博士的实验获得成功，魔偶战争即将爆发.

孤独的木匠爷爷这晚亲手制作了一个木偶男孩——皮诺曹。可能上天眷顾爷爷，午夜，蓝仙女显灵了，她让这个木偶男孩具有了意识，能像其他男孩那样跑跑跳跳了。获得了生命的皮诺曹兴奋不已，很快和屋子里的小动物交上了朋友。早上爷爷起来见到皮诺曹惊讶不已，他十分感激上天赐给他的礼物。 　　然而，皮诺曹很快就发现了自己和其他男孩子还是不一样，他没有肉体，不会疼痛，只有冰冷了木制躯体。他开始不满足于现状，梦想着找到蓝仙女让她将自己彻底变为一个真正的男孩子。于是，他踏上了旅程。