Der einstmals finstere Gru hat sich im zweiten Teil in Agentin Lucy Wilde verguckt und aus Liebe zu ihr und seinen drei Adoptivtöchter Margo, Edith und Agnes die Seiten gewechselt: Gemeinsam mit seiner Angetrauten bekämpft er nun Bösewichte. Zu diesen gehört auch Balthazar Bratt, ein Super-Bösewicht und 80er-Jahre-Fan mit Schulterpolstern und Vokuhila, der hinter einem riesigen rosa Diamanten her ist. Während Gru mit der Jagd auf Bratt beschäftigt ist, bekommt er Besuch von seinem Zwillingsbruder Dru. Dieser hat nicht nur volles Haar, sondern ist auch noch erfolgreicher und selbstbewusster als Gru, der nicht mal seine Minions unter Kontrolle hat - und das nervt diesen gewaltig! Doch dann holt Balthazar Bratt zu einem teuflischen Schlag aus und die ungleichen Brüder müssen sich zusammenraufen, um die Welt zu retten.

Die elfjährige Riley wird plötzlich aus ihrem bisherigen Leben im mittleren Westen gerissen, als ihr Vater einen neuen Job annimmt. Diese berufliche Veränderung bringt die Familie nach San Francisco und die Gefühle der Tochter ganz schön durcheinander. Wie alle Menschen wird auch Riley von ihren Emotionen geleitet: Freude, Angst, Wut, Ekel und Traurigkeit leben im Kontrollzentrum von Rileys Verstand, von wo aus sie dem jungen Mädchen Ratschläge erteilen und ihr zur Seite stehen. Doch nach dem Umzug haben Riley und ihre Gefühle Probleme mit dem Leben in der fremden Stadt und es geht turbulent zu in der innerlichen Kommandozentrale ihrer Emotionen. Obwohl Freude versucht, positiv zu bleiben, kriegen sich die Gefühle darüber in die Köpfe, wie sie Riley am besten durch den veränderten Alltag in der neuen Stadt, dem neuen Haus und der neuen Schule navigieren.

Blu und Jewel verlassen in "Rio 2" gemeinsam mit ihren drei Kindern das sichere Zuhause, weil Jewel der Meinung ist, dass die lieben Kleinen lernen sollten, wie richtige Vögel zu leben. So landet die Familie schließlich am Amazonas, einem Ort, der Blu vollkommen fremd ist. Blu ist darum bemüht, sich mit seinen neuen Nachbarn anzufreunden und sich in der neuen Umgebung einzuleben. Er macht sich jedoch auch Sorgen, Jewel und die Kinder zu verlieren, sobald sie in der Wildnis heimisch werden. Von zwei Seiten droht aber noch deutlich größere Gefahr: Zum einen ist da Blus Schwiegervater, mit dem er auf keinen grünen Zweig kommt - und zum anderen Nigel, der einen hinterhältigen Racheplan ausgeheckt hat...

Er sollte in seinem Element sein und ist doch wie ein Fisch auf dem Trockenen: Dusty Crophopper ist ein Flugzeug mit Höhenangst, genauer ein Sprühflugzeug mit Höhenangst. Doch trotz seiner Akrophobie strebt er nach Höherem und möchte beim "?Wings around the Globe' antreten, dem nicht nur Prestige-trächtigen, sondern berühmtesten Flugzeugrennen der Welt. Dafür braucht er allerdings noch Einiges an Erfahrung, die ihm der Marineflieger Skipper gewährt. Gemeinsam mit ihm und einer bunt zusammengewürfelten Crew kämpft sich Dusty voran, lernt neue Freunde in El Chupacabra und Bulldog kennen und besteht viele Abenteuer. Aber reicht das, um sich im größten Rennen gegen die Besten der besten durchzusetzen?

Nachdem der Superschurke Gru die drei Waisenkinder Margo, Edith und Agnes adoptiert hat, hat sich in seinem Leben viel geändert. Anstatt als Griesgram Verbrechen zu begehen, dreht sich sein Leben nun um Gute-Nacht-Geschichten, Kindergeburtstage und erste Verehrer der Mädchen. Sein neues Leben wird plötzlich gestört, als Lucy, eine Agentin der geheimen Anti-Villain League, Gru gegen seinen Willen zu deren Zentrale führt. Dort bekommt Gru den Auftrag, die Welt vor einem neuen Bösewicht zu retten. Eifrig macht sich Gru ans Werk und bekommt dabei erneut Hilfe von Dr. Nefario und seinen meist sehr tollpatschigen Minions. Doch seine neue Aufgabe mit der Erziehung seiner Adoptivtöchter in Einklang zu bringen ist nicht leicht und auch mit der Situation, dass Lucy auch außerhalb der Arbeit sehr von Gru angetan ist, überfordert den ehemaligen Einzelgänger.