《神偷奶爸2》中，自从命运般地遇见玛戈（米兰达·卡斯格拉夫 Miranda Cosgrove 配音）、伊迪丝（达娜·盖伊 Dana Gaier 配音）和阿格蕾丝（埃尔希·费舍 Elsie Fisher 配音）三个可爱的小女孩后，曾经无恶不作的格鲁（史蒂夫·卡瑞尔 Steve Carell 配音）彻底改变了人生。他不再当坏蛋，洗心革面成为温柔的父亲，还经营起制作劣质口味布丁果冻的生意。不过，他的生活并不算十全十美。一直向往大坏蛋生活的老搭档纳法利欧博士（拉塞尔·布兰德 Russell Brand 配音）离开了他，转而另谋出路。
一天，格鲁突然被身手了得却行事鲁莽的特工露西·王尔德（克里斯汀·韦格 Kristen Wiig 配音）绑走。原来，露西所属的集团研发出了一种能够改变生物基因的药物，但位于南极的实验室却被神秘窃贼洗劫一空。为了追查案件，他们决定请曾经身为大坏蛋、熟悉罪犯行事方式的格鲁担任卧底。经过一番权衡，格鲁接受了这项任务，并带着一群可爱的小黄人，与露西组成了这对状况不断、笑料百出的追凶搭档。
