O filme acompanha Poppy (Kendrick) e Branch (Timberlake) que, depois de dois filmes de verdadeira amizade e namorico constante, são oficialmente (e finalmente) um casal (#broppy)! Mas à medida que se aproximam, Poppy descobre que Branch tem um passado secreto. Ele fez parte da sua boysband preferida, favorita, os BroZone, juntamente com os quatro irmãos: Floyd (Troye Sivan, estrela da electropop, nomeado para um Golden Globe®), John Dory (Eric André), Bruce (Daveed Diggs, vencedor de um Grammy®) e Clay (Kid Cudi, vencedor de um Grammy). Tal como a sua família, os BroZone separaram-se quando Branch era ainda um bebé (também conhecido como “Bitty B”), e Branch não voltou a ver os irmãos desde então.
Mas quando Floyd, o irmão de Branch, é raptado pelos seus talentos musicais, por uma dupla de vilões pop-star, Velvet (Amy Schumer, vencedora de um Emmy®) e Veneer (Andrew Rannells, vencedor de um Grammy e nomeado para um Tony®), Branch e Poppy embarcam numa viagem emocionante para reunir os outros irmãos e salvar Floyd de um destino ainda pior do que o da obscuridade da cultura pop.
Trolls 3 – Todos Juntos! volta a ser realizado por Walt Dohrn e é produzido por Gina Shay, contando com Justin Timberlake e Mike Elizondo como produtores musicais executivos.