科学家本（Zach Galifianakis 饰）隶属于美国政府某个秘密部门，它通过高科技手段训练豚鼠说话与思考，并将它们培养成特工人员。然而，本的部门却面临被FBI关闭的局面，为了证明他和豚鼠特工的能力，本向豚鼠特工队的负责鼠达尔文（山姆·洛克威尔 Sam Rockwell 配音）下令，要它们潜入赛博林工业的CEO罗纳德·赛博（Bill Nighy 饰）的办公室，寻找罗纳德向中东国家出卖可用于军事的高科技芯片的证据。达尔文毫不怠慢，带着布拉斯特（崔西·摩根 Tracy Morgan 配音）、华蕾斯（佩内洛普·克鲁兹 Penélope Cruz 配音）、苍蝇莫奇和斯贝克斯（尼古拉斯·凯奇 Nicolas Cage 配音）等成员迅速展开行动。

蛰伏2年之后，多米尼克（范•迪塞尔 Vin Diesel饰）与布莱恩（保罗•沃克 Paul Walker 饰）再度联手把火车中的神秘豪车盗走，遭到了警察和黑帮分子的火线追杀。布莱恩和米亚（乔丹娜•布鲁斯特 Jordana Brewster 饰）到里约寻找援兵，并与多米会和。为了寻找多米等人的下落，FBI王牌探员卢克（“岩石”道恩•强森 Dwayne Johnson饰）挺身而出，组成精英部队，追查来到里约。他雇佣了丧夫的美丽女警艾莲娜（埃尔莎•帕塔奇 Elsa Pataky 饰），一同寻找多米。与此同时，里约的地头蛇也对这些不速之客开火。三股势力开始相互缠斗。

蛰伏2年之后，多米尼克（范•迪塞尔 Vin Diesel饰）与布莱恩（保罗•沃克 Paul Walker 饰）再度联手把火车中的神秘豪车盗走，遭到了警察和黑帮分子的火线追杀。布莱恩和米亚（乔丹娜•布鲁斯特 Jordana Brewster 饰）到里约寻找援兵，并与多米会和。为了寻找多米等人的下落，FBI王牌探员卢克（“岩石”道恩•强森 Dwayne Johnson饰）挺身而出，组成精英部队，追查来到里约。他雇佣了丧夫的美丽女警艾莲娜（埃尔莎•帕塔奇 Elsa Pataky 饰），一同寻找多米。与此同时，里约的地头蛇也对这些不速之客开火。三股势力开始相互缠斗。