科学家本（Zach Galifianakis 饰）隶属于美国政府某个秘密部门，它通过高科技手段训练豚鼠说话与思考，并将它们培养成特工人员。然而，本的部门却面临被FBI关闭的局面，为了证明他和豚鼠特工的能力，本向豚鼠特工队的负责鼠达尔文（山姆·洛克威尔 Sam Rockwell 配音）下令，要它们潜入赛博林工业的CEO罗纳德·赛博（Bill Nighy 饰）的办公室，寻找罗纳德向中东国家出卖可用于军事的高科技芯片的证据。达尔文毫不怠慢，带着布拉斯特（崔西·摩根 Tracy Morgan 配音）、华蕾斯（佩内洛普·克鲁兹 Penélope Cruz 配音）、苍蝇莫奇和斯贝克斯（尼古拉斯·凯奇 Nicolas Cage 配音）等成员迅速展开行动。 这群豚鼠特工队员体型虽小，却身怀绝技，它们成功闯入罗纳德的办公室，并下载到重要资料。然而，这场冒险才刚刚开始……
在崇山峻岭之间，塔莉娅（莫蕾娜·巴卡林 Morena Baccarin 配音）和儿子达米安（Stuart Allan 配音）隐居于此。他的外公瑞斯组建并训练刺客联盟，期待着下一个继任者的成长。谁知就在这一天，瑞斯当初的得意弟子“丧钟”斯莱德·威尔逊（Thomas Gibson 配音）带着叛变的刺客杀来，一番激战过后，瑞斯不幸身亡。在此之后，来不及悲伤的塔莉娅带着达米安来到哥谭市，寻找儿子的生身父亲蝙蝠侠布鲁斯·韦恩（杰森·奥玛拉 Jason O'Mara 配音）。从未谋面的父子，展开了磕磕绊绊的相处。 与此同时，丧钟的野心持续膨胀，当他的触角伸向哥谭市时，他终将和蝙蝠侠父子迎来一场大战…
在一个风雨交加的夜晚，邦妮（艾米丽·哈恩 Emily Hahn 配音）跟随妈妈行驶在漫长的公路上。后备箱内，邦妮的宝贝玩具牛仔胡迪（汤姆·汉克斯 Tom Hanks 配音）、巴斯光年（蒂姆·艾伦 Tim Allen 配音）、杰西（琼·库萨克 Joan Cusack 配音）等围坐在一起看恐怖电影打发无聊时光。突然，汽车意外爆胎，邦妮母女只得在一家名为“好梦”（SleepWell）的汽车旅馆歇脚，等待第二天救援车的到来。夜深人静，玩具们纷纷外出探险，可当他们再聚拢一起的时候，却发现蛋头先生不见了踪影。胡迪他们分头寻找，然而在这一过程中，伙伴们一个个离奇消失。 恐怖片的情节变成了现实，而有着幽闭恐惧症的杰西不知不觉肩负起营救伙伴们的重任……
