在经历了前两次的神偷奶爸冒险后，格鲁（史蒂夫·卡瑞尔 配音）已经从一个邪恶的神偷奶爸天才恶棍转变为一位洗心革面的好公民，并且成为了特工机构中的神偷奶爸佼佼者。然而，神偷奶爸他因未能成功击败臭名昭著的神偷奶爸坏蛋巴萨扎·布莱德（崔·帕克 配音），而被新局长解除了职务。神偷奶爸正当格鲁计划享受平凡生活的神偷奶爸幸福时，一封来自远方的神偷奶爸信件让他得知自己还有亲生兄弟——德鲁（史蒂夫·卡瑞尔 配音）。兄弟俩多年未见，神偷奶爸但德鲁始终梦想着能与哥哥联手成为犯罪界的神偷奶爸传奇人物。为了实现这个疯狂的神偷奶爸梦想，格鲁带着妻子露西·王尔德（克里斯汀·韦格 配音）以及他的神偷奶爸三个女儿——玛戈、伊迪丝和阿格蕾丝（米兰达·卡斯格拉夫、神偷奶爸达娜·盖伊及埃尔希·费舍 配音），神偷奶爸踏上了一段意外的神偷奶爸探亲之旅。在与亲人团聚的同时，德鲁也鼓动格鲁重拾恶棍生涯。但正当两人沉浸于这对“坏蛋二人组”的幻想中时，一股新的邪恶势力悄然崛起——巴萨扎正在策划一场足以颠覆整个世界的阴谋。面对家族责任和正义的双重挑战，格鲁又能否再次挺身而出，守护这份来之不易的平静生活？在与三个可爱的孩子携手共战的过程中，他是否能找到重新成为“神偷奶爸”的勇气呢？