Sunny Starscout (Vanessa Hudgens) tumbuh dengan mendengar cerita dari ayahnya, Argyle Starshine (Michael McKean), tentang masa ketika para kuda poni hidup damai di Equestria. Namun di Maretime Bay, kuda poni bumi justru hidup dalam ketakutan terhadap unicorn dan pegasi. Meski dianggap aneh oleh warga sekitar, Sunny tetap percaya kalau ketiga ras itu bisa kembali hidup rukun seperti dulu.

Saat dewasa, Sunny terus mencoba mengubah pola pikir warga kota hingga tanpa sengaja bertemu unicorn bernama Izzy Moonbow (Kimiko Glenn). Kehadiran Izzy membuat kekacauan di Maretime Bay karena warga panik melihat unicorn asli. Sunny lalu membantu Izzy bersembunyi dan mengetahui kalau para unicorn kini sudah kehilangan kekuatan sihir mereka. Demi mencari jawaban, keduanya pergi ke Zephyr Heights, kota para pegasi.

Di sana, Sunny dan Izzy bertemu Zipp Storm (Liza Koshy), Pipp Petals (Sofia Carson), dan Ratu Haven (Jane Krakowski). Mereka kemudian mengetahui kalau para pegasi ternyata juga sudah kehilangan kemampuan terbang. Sunny menemukan petunjuk tentang kristal ajaib yang diyakini bisa mengembalikan sihir seluruh Equestria. Namun usaha mereka malah berujung kekacauan besar hingga keluarga kerajaan kehilangan kepercayaan rakyatnya.

Perjalanan mereka berlanjut ke Bridlewood untuk mencari kristal unicorn. Bersama Hitch Trailblazer (James Marsden), Sunny mencoba menyatukan tiga kristal ajaib demi memulihkan harmoni antar suku kuda poni. Di sisi lain, Sprout (Ken Jeong) memprovokasi warga Maretime Bay dan membangun mesin perang raksasa untuk melawan unicorn dan pegasi.

Saat semua terlihat gagal dan kota hancur akibat ulah Sprout, Sunny menyadari bahwa para kuda poni dari berbagai suku akhirnya mulai bekerja sama tanpa rasa takut. Kesatuan itu membuat tiga kristal bersinar dan mengembalikan sihir ke seluruh negeri. Sunny bahkan berubah menjadi alicorn, menandai dimulainya era baru perdamaian di Equestria.