Nhìn bề ngoài, Marissa Cortez Wilson (Jessica Alba đóng) có tất cả mọi thứ... vừa cưới được một phóng viên truyền hình chuyên săn tin điệp viên rất nổi tiếng, vừa có một đứa con mới sinh và một cặp sinh đôi thông minh con của chồng. Nhưng thực ra, mặc cho mọi cố gắng để làm mẹ của cô, Rebecca (Rowan Blanchard) và Cecil (Mason Cook) không muốn cô ở bên cạnh và chúng luôn là thử thách khó khăn nhất đối với Marissa. Ngoài ra, chồng của cô, Wilbur (Joel McHale) không biết rằng Marissa là một điệp viên bí mật đã nghỉ hưu.
Thế giới của Marissa đảo lộn khi kẻ trông giữ thời gian điên khùng Timekeeper (Jeremy Piven) đe dọa chiếm lấy cả hành tinh này, và thế là cô được gọi trở lại công tác theo yêu cầu của trung tâm OSS, là ngôi nhà của các điệp viên vĩ đại và là nơi khai sinh ra nhóm Spy Kids giờ đã không còn tồn tại. Khi ngày tận thế đang đến rất gần, Rebecca và Cecil bị kéo vào cuộc chiến và chúng phát hiện ra bà mẹ kế đáng chán của chúng là một điệp viên hàng đầu, giờ đây những đứa trẻ 10 tuổi cạnh tranh nhau nhất thế giới buộc phải đặt chuyện cãi vã vặt vãnh sang một bên và dựa vào trí thông minh của chúng. Với sự giúp đỡ từ cặp đôi Spy Kids quen thuộc, là Carmen (Alexa Vega) và Juni Cortez (Daryl Sabara) và một vài máy móc cải tiến ngoài sức tưởng tượng, chỉ có chúng mới có thể cứu lấy thế giới và có thể mang gia đình của hai đứa trở lại bên nhau như chúng đang