No universo do Lego, o mago Vitruvius tenta proteger uma super arma chamada "Kragle" do malvado Senhor dos Negócios. Ele não o faz, mas profetiza que uma pessoa chamada "o Especial" encontrará o Pedaço de Resistência capaz de deter o Kragle.
Oito anos e meio depois, um trabalhador comum da construção civil chamado Emmet Brickowski de Bricksburg, uma cidade administrada como um estado corporativo sob a Corporação Octan, encontra uma mulher chamada Wyldstyle que procura por algo depois de horas no canteiro de obras do Emmet. Quando ele investiga, Emmet cai em um buraco e encontra o Pedaço de Resistência. Obrigado a tocá-lo, Emmet experimenta visões vívidas e desmaia. Ele desperta com o Pedaço de Resistência preso às suas costas sob a custódia de Bad Cop, tenente de Negócios. Lá, Emmet toma conhecimento dos planos da Business de congelar o mundo com o Kragle, revelado ser um tubo de cola Krazy com a etiqueta parcialmente esfregada.
Wyldstyle resgata Emmet e o leva a conhecer Vitruvius no Velho Oeste, explicando que eles são mestres construtores, pessoas capazes de construir qualquer coisa que precisem sem manuais de instrução. Ela explica ainda que a maioria deles está encarcerada devido à desaprovação de tal criatividade anárquica por parte das empresas. Embora desapontados por encontrar Emmet sem criatividade, Wyldstyle e Vitruvius estão convencidos de seu potencial quando ele se lembra de visões de uma gigantesca divindade humanóide chamada "o Homem Lá em cima". Enquanto isso, os negócios, insatisfeitos com o fato de Emmet ter escapado, mandaram Bad Cop vir ao seu escritório e o obrigaram a congelar seus próprios pais a fim de garantir que ele permanecesse comprometido com seu plano. Chateado com a recusa do Bad Cop em fazê-lo, a Business apaga a cara do Bad Cop "Good Cop", que serviu como sua consciência.
Emmet, Wyldstyle e Vitruvius evadem as forças do Bad Cop com a ajuda do namorado do Wyldstyle, o super-herói Batman, e vão para Cloud Cuckoo Land, lar da Princesa Unikitty. Eles atendem a um conselho dos demais Master Builders, que não se impressionam com o Emmet e se recusam a lutar contra os negócios. As forças do Bad Cop atacam e capturam todos os Master Builders, exceto Emmet, Wyldstyle, Vitruvius, Batman, Princesa Unikitty, e um "cara do espaço de 1980" chamado Benny.
Após ser resgatada por um pirata chamado Metal Beard, a Emmet elabora um plano de equipe para se infiltrar na sede da Business para resgatar os Master Builders e desarmar o Kragle. Durante um momento de silêncio, Wyldstyle e Emmet se unem, e Wyldstyle revela que seu verdadeiro nome é Lucy. Entretanto, Emmet e seus aliados são todos capturados e presos, e Vitruvius é morto com uma moeda jogada pelo Lord Business. Com suas palavras moribundas, Vitruvius revela a Emmet que ele tinha inventado a profecia. Os negócios atiram o Pedaço de Resistência para fora do limite do universo, programam a prisão para eletrocutar todos os Mestres Construtores, e os deixam (e o Policial Má) para morrer. Conforme o cronômetro de execução diminui, o fantasma de Vitruvius aparece e diz a Emmet que não foi a profecia, mas sua autoconfiança que fez dele o Especial. Amarrado à bateria do mecanismo de execução, Emmet atira-se da borda do universo para salvar seus amigos, que escapam de mais perigos com a ajuda de um polícia mau recém-reformado. Inspirada pelo sacrifício de Emmet, Lucy reúne o povo Lego em todo o universo para usar qualquer criatividade que eles tenham para construir máquinas e armas para combater as forças dos Negócios, com os Construtores Mestres liderando a carga.
Emmet se encontra vivo e no mundo real, onde os eventos da história estão sendo reproduzidos dentro da imaginação de um menino chamado Finn no set de Lego de seu pai. Seu pai - agora revelado como "o Homem Lá em cima" - castiga seu filho por arruinar o cenário criando hodgepodges de diferentes playsets, e procede a colar permanentemente suas criações "perfeitas" de volta às suas formas normais. Percebendo o perigo em que seus amigos se encontram, Emmet sai da mesa e ganha a atenção de Finn. Finn retorna Emmet e o Pedaço de Resistência ao cenário onde Emmet, agora possuindo os poderes de um Mestre Construtor devido a sua crença em si mesmo, enfrenta Lord Business.
Enquanto isso, o pai de Finn fica impressionado com as criações de seu filho e percebe que Finn tinha baseado nele o vil Senhor dos Negócios. Através de um discurso que Emmet dá aos Negócios, Finn diz a seu pai que ele é especial e tem o poder de mudar tudo. O pai de Finn se reconcilia com seu filho, o que acontece quando o Lord Business muda de idéia e encerra o Kragle com o Pedaço de Resistência. Quando Lucy se torna a namorada de Emmet com a bênção do Batman, Lord Business desvincula suas vítimas com espíritos minerais. Entretanto, como resultado de o pai ter permitido que a irmã mais nova de Finn se juntasse a eles para brincar com seus conjuntos Lego, os alienígenas Duplo se teletransportam e anunciam seus planos de destruir o universo.
