Jo kerran tunteiden tasapainon löytäneen teinitytön Rileyn mielen päämajassa käynnistyy suuri romutusurakka, jolla tehdään tilaa odottamattomalle yllätykselle: uusille tunteille! Ilo, Suru, Kiukku, Pelko ja Inho, jotka ovat pitkään pyörittäneet Rileyn mieltä hyvällä menestyksellä, eivät tiedä, mitä pitäisi ajatella, kun kuvioihin ilmestyy Ahdistus. Eikä hän taida olla edes ainoa uusi tulokas!
Kate Cooperia, entistä myrskynjahtaajaa, piinaa musertava kohtaaminen pyörremyrskyn kanssa opiskeluaikoina, ja joka nyt opiskelee myrskymalleja turvallisesti kuvaruudulta New Yorkissa. Katen ystävä Javi houkuttelee hänet takaisin avoimille tasangoille testaamaan uutta, mullistavaa seurantajärjestelmää. Siellä Kate törmää Tyler Owensiin (Powell), hurmaavaan ja holtittomaan sosiaalisen median supertähteen, joka kukoistaa jakaessaan riehakkaalle ryhmälleen myrskynjahtausseikkailujaan – mitä vaarallisempia, sen parempia.
Gru ja Lucy ja tyttäret – Margo, Edith ja Agnes – toivottavat tervetulleeksi Gru-perheen uuden jäsenen, Gru Juniorin, jonka aikeena on piinata isäänsä. Grun uusi perivihollinen, Maxime Le Mal ja hänen femme fatale -tyttöystävänsä Valentina, pakottavat perheen pakosalle.
Karvinen, maailmankuulu maanantaita inhoava ja lasagnea rakastava kotikissa, on lähdössä villiin seikkailuun! Kohdattuaan yllättäen uudelleen kauan sitten kadonneen isänsä, resuisen katukissa Vikin, Karvinen ja hänen koirakaverinsa Osku joutuvat jättämään täydellisen hemmotellun elämänsä auttaakseen Vikiä riemastuttavassa ryöstökeikassa, jossa pelataan korkeilla panoksilla.
Entinen merijalkaväen sotilas Rory ja entinen vanki Cobby eivät vaikuta sellaisilta miehiltä, jotka tekisivät yhdessä ryöstön. He nyt vain ovat ajautuneet rikosten polulle helpottaakseen omia tai läheisten taloudellisia ongelmia. He eivät ole kokeneita rikollisia, mutta heillä on ylihyvä suunnitelma - ryöstää korruptoituneen pormestarin vaalirahoitus tämän kampanijatilaisuudessa. Ryöstö menee hieman pieleen, mutta saalliiksi tarttuu mukaan arkaluontoista materiaalia. Pormestari kääntyy poliisien puoleen saadakseen pidetyksi jupakan poissa julkisuudesta. Ojasta allikkoon joutunut kaksikko joutuu nyt pakoilla poliisia, byrokraatteja sekä kostonhimoista rikollispomoa - apunaan ja virallisena panttivankina Roryn terapeutti.
Avioliitto joutuu kovalle koetukselle, kun entinen agentti ja nykyinen koti-isä sotkeutuu vaaralliseen tehtävään etsivävaimonsa kanssa - eikä tämä tiedä miehensä menneisyydestä.
Lähitulevaisuudessa aletaan järjestää suurarpajaisia, joissa on tärkeä lisäsääntö: jos tappaa voittajan ennen auringonlaskua, saa miljardipotin laillisesti omakseen. Kun Katie Kim voittaa erehdyksessä pääpotin, hän hyväksyy vastahakoisesti avukseen arpajaisvoittajia suojelevan agentin Noel Cassidyn, joka yrittää pitää Katien hengissä provisiota vastaan.
Kaikilla rintamilla Neuvostoliiton varjoon 1960-luvulla jäänyt Yhdysvallat on tehnyt julkisen lupauksen: suurvalta toimittaa ihmisen Kuuhun ja takaisin vuosikymmenen loppuun mennessä. Nyt ollaan saapumassa viimeiselle mahdolliselle vuodelle, ja projekti on vastatuulessa niin teknologisesti kuin taloudellisesti. Valkoinen talo päättää ratkaista ensin mainitun ongelman fiksaamalla jälkimmäisen. Presidentin salainen ykkösnyrkki pakkovärvää tehtävään nuoren markkinointi-ihmeen, Kelly Jonesin, myymään Nasan Apollo-ohjelma koko kansakunnalle ja rahahanoja sääteleville poliitikoille. Näpsäkkä kaunotar, joka ei hyväksy ei-vastauksia eikä anna faktojen tai edes totuuden estää pyrkimyksiä, käy insinööritiimiä johtavan salskean ja ylirasittuneen laukaisujohtaja Cole Davisin hermoille, mutta kaksikko tarvitsee toisiaan projektia edistävän yhteisen rintaman muodostamiseksi.
Panttivankineuvottelija Alan Bender rientää pelastamaan presidenttiä sieppaustilanteesta mutta päätyy myös neuvottelemaan vaimostaan ja avioliitostaan.