洗心革面之后，格鲁（史蒂夫·卡瑞尔SteveCarell配音）作为特工成绩斐然，却因未能打败坏小子巴萨扎·布莱德（崔·帕克TreyParker配音）而被新局长扫地出门。就在此时，他收到一封远方来信，这才得知自己原来还有一个双胞胎兄弟德鲁（史蒂夫·卡瑞尔SteveCarell配音）。在德鲁盛情邀请下，格鲁带着妻子露西•王尔德（克里斯汀·韦格KristenWiig配音）以及玛戈（米兰达·卡斯格拉夫MirandaCosgrove配音）、伊迪丝（达娜·盖伊DanaGaier配音）和阿格蕾丝（埃尔希·费舍ElsieFisher配音）来到了他亲生父亲所居住的地方探亲。德鲁天真烂漫，却一心想和哥哥搭档成为坏蛋二人组。格鲁虽然暂时回归狂野，可正义之心并未泯灭。尤其当巴萨扎邪恶的计划和三个可爱的孩子牵扯到一起时，他再也无法坐视不理……

超级坏蛋格鲁（史蒂夫·卡瑞尔SteveCarell配音）在听说埃及金字塔被盗的新闻后不满市面上新贼辈出，决定在纳法利欧博士（拉塞尔·布兰德RussellBrand配音）的帮助下建造火箭升空盗取月亮。在向坏蛋银行贷款的过程中，格鲁盗取的收缩射线枪被新贼维克托（杰森·席格尔JasonSegel配音）抢走。为了夺回收缩射线枪，格鲁决定领养三位孤儿——玛戈（米兰达·卡斯格拉夫MirandaCosgrove配音）、伊迪丝（达娜·盖伊DanaGaier配音）和阿格蕾丝（埃尔希·费舍ElsieFisher配音），利用她们进入维克托的城堡兜售饼干的机会实施偷盗，计划成功后再偷偷处理掉三个小孩。然而在平凡的日常相处中，格鲁却发现自己越来越离不开这三个小鬼，但这样的感情用事却将严重影响周密的盗月计划……