George Beard (Stimme im Original: Kevin Hart) und sein Schulkumpel Harold (Thomas Middleditch) sind zwei recht fantasiebegabte Viertklässler. Gemeinsam entwerfen sie den fiktiven und gedanklich etwas langsamen Superhelden Captain Underpants. Doch mit der fiktiven Existenz Captain Underpants' geben sich Harold und George bald nicht mehr zufrieden - sie wollen ihren begriffsstutzigen Weltenretter auch in der Realität auferstehen lassen. Da kommt der arrogante Schuldirektor Mr Krupp (Ed Helms) gerade recht. Kurzerhand wird der ungeliebte Lehrer hypnotisiert und zu Captain Underpants transformiert. Gemeinsam stürzen sich die drei in ein aufregendes Abenteuer, in dem sie mit dem verrückten Wissenschaftler Professor Poopypants (Nick Kroll), der Turbo-Toilette 2000 und der Petze Melvin Sneedly (Jordan Peele) konfrontiert werden.

Einst war der gestiefelte Kater ein gefeierter Held, bis ihn sein ehemaliger Freund Humpdy Dumpty betrog. Seitdem wird der Kater geächtet und muss seinen Lebensunterhalt mit Diebstählen verdingen. Bis eines Tages sein alter Freund Humpdy wieder auf der Bildfläche erscheint. Zusammen mit der Diebin Kitty Samtpfote, will er ein paar magische Bohnen stehlen und dafür brauchen sie die Hilfe des gestiefelten Katers. Da der Kater dadurch seine Schuld in seinem alten Heimatdorf wiedergutmachen könnte, steigt er bei dem Plan ein. Dafür müssen sie zuerst die magischen Bohnen den zwei Banditen Jack und Jill entwenden, diese sollen nämlich der Schlüssel zu einem magischen Reich voller Schätze sein.