Abby Yates hat schon immer an Gespenster geglaubt, obwohl sie dafür belächelt wird. In einem Labor erforscht sie das Paranormale, unterstützt von der schrägen, aber genialen Ingenieurin Jillian Holtzmann, die abgefahrene Anti-Geister-Waffen bastelt. Abbys alte Freundin Erin Gilbert hat das umstrittene Forschungsgebiet hingegen für eine Karriere als seriöse Physikerin aufgegeben, was einst zum Bruch zwischen den beiden Partnerinnen führte. Doch als Erin kurz vor einer Festanstellung an der renommierten Columbia-Universität steht, wird sie von der gemeinsamen Geisterforschervergangenheit eingeholt. Sie bittet Abby um Hilfe, aber die wittert schnell eine ganz andere Gelegenheit und schleppt Erin mit zu einem Herrenhaus aus dem 19. Jahrhundert, in dem es zu einer Geistererscheinung gekommen sein soll. Nach diesem Termin ist nichts mehr so wie vorher: Die Frauen mischen als Ghostbusters New York auf und erhalten durch die resolute U-Bahn-Angestellte Patty Tolan weitere Verstärkung.

Nachdem sein leiblicher Vater Li auf der Bildfläche erscheint, nimmt er Po mit in sein ebenso entlegenes wie paradiesisches Dorf voller tollpatschiger Pandas. Doch die Idylle wird durch den mit übernatürlichen Kräften ausgestatteten Schurken Kai bedroht, der sich ein fürchterliches Ziel gesetzt hat: Er will jeden einzelnen Kung-Fu-Meister in China vernichten. Also ist es an Po, aus seinen gemütlichen Verwandten mutige, selbstsichere Kämpfer zu machen. Doch bislang haben die vergnügten Pandas keinerlei Kampferfahrungen, was die Angelegenheit nicht einfacher macht. Hilfe bekommt Po von seinen treuen Freunden Tigress, Crane, Monkey ,Mantis und Viper sowie seinem Ausbilder Meister Shifu