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.

Shaun hat sich in den Kopf gesetzt hat, sich selbst und den anderen Schäfchen endlich einmal einen freien Tag zu verschaffen. Doch der Versuch, den Bauern einen Tag lang ins Land der Träume zu schicken, geht gründlich schief. Statt friedlich in seinem Wohnwagen zu schlafen, landet der Farmer versehentlich in der Stadt, als sein Gefährt ins Rollen gerät und bergab mitten in den Großstadtdschungel saust. Zu allem Überfluss erleidet er dabei auch noch einen Gedächtnisverlust. Als er verloren durch die Straßen irrt und an einem Friseursalon vorbeiläuft, werden unterbewusste Erinnerungen an das Scheren seiner Schafe bei ihm wachgerufen - und bald schon mutiert er zu Mr. X, dem Meisterfriseur der Stars. Shaun und seine Herde samt Hund Bitzer müssen sich nun einen Plan ausdenken, wie sie ihren Bauer wieder zurück auf die Farm bekommen - doch prompt ist auch noch ein brutaler Tierfänger hinter ihnen her. Shauns Einfallsreichtum ist nun gefragt, um Herde, Herrchen und Hund zu retten.

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?