小学时期，游泳部的四名成员在毕业前的游泳比赛中夺冠，之后他们毕业的毕业，出国的出国，四人分道扬镳。时过境迁，就读岩鸢高中的七濑遥（岛崎信长 配音）和好朋友橘真琴（铃木达央 配音）升上高二，他们与昔日的游泳部成员之一叶月渚（代永翼 配音）重逢。
自从与三个可爱的小女孩Margo（Miranda Cosgrove饰）、Edith（Dana Gaier饰）和Agrace（Elsie Fisher饰）的命运相遇后，前反派Gru（Steve Carell饰）彻底改变了，相反，他变成了一个善良可亲的父亲和一个做腐烂布丁和果冻的商人。当然，没有什么是完美的，在这段时间里，他的老搭档纳法里奥博士（由拉塞尔·布兰德配音）离开了他，开始了新的职业生涯。一天，格鲁被一个名叫露西·王尔德（Kristen Wiig配音）的技术娴熟但鲁莽的特工绑架。事实证明，露西的团队已经开发出了可以改变生物基因的药物，但他们在南极洲的实验室被神秘的小偷偷走了，所以有恶棍经验的格鲁被委托为卧底。经过一番考虑，格鲁接受了这项任务，并与露西以及可爱的小黄人组成了一个搞笑的追击伙伴
