继上次把父母从意图统治世界的狂人手里解救出来后，卡门和朱尼·柯蒂斯这对姐弟已经成长为一对训练有素、胆识过人的新一代超级特工，和父母一起担负起了拯救世界和地球的重大责任。

这天，柯蒂斯一家接到了新的秘密任务，格雷戈瑞和英格丽带着一对儿女前往一个大洋中的神秘小岛——梦境岛，在这个与世隔绝的小岛上，一个天才的科学狂人罗米欧正在研制他的发明——一群经过人工方法变异而成的恐怖怪兽。除了这些怪兽之外，为了对付声名远扬的特工小子，他还费劲心计制造和训练了一对儿童特工——加里和歌蒂，专门用来和卡门与朱尼的组合抗衡。

为了阻止这个科学狂人的疯狂计划，竟然连曾经也是超级特工的卡门和朱尼的祖父母也一起被请出山了……这下柯蒂斯家全家老小、上下三代，一起热热闹闹上演了一出力斗邪恶势力的“全家福”精彩大戏。