Abertura: O Casal Secreto
A história começa apresentando Ingrid Cortez (Carla Gugino), uma ex-agente secreta da OSS (Organização Super Secreta), e Gregório Cortez (Antonio Banderas), também ex-espião. Anos atrás, eles eram rivais no mundo da espionagem, mas acabaram se apaixonando durante uma missão e abandonaram a vida de agentes para formar uma família. Agora, vivem tranquilos em uma bela casa à beira-mar com seus filhos, Carmen Cortez (Alexa Vega) e Juni Cortez (Daryl Sabara), que desconhecem totalmente o passado heroico dos pais.
A Nova Ameaça
Enquanto isso, surge um vilão excêntrico chamado Fegan Floop (Alan Cumming), apresentador de um programa infantil popular chamado O Mundo de Floop. O que poucos sabem é que, por trás do cenário colorido e das criaturas bizarras conhecidas como “Fuglies”, ele está envolvido em um plano perigoso. Seus capangas transformam agentes secretos capturados em bonecos grotescos para servir aos seus interesses. O objetivo de Floop é criar um exército de crianças-robôs superfortes, capazes de substituir os filhos das pessoas mais poderosas do planeta.
O Sequestro dos Pais
Quando agentes da OSS começam a desaparecer misteriosamente, Ingrid e Gregório são convocados de volta à ação. Eles pedem ajuda à sua babá, Tio Felix (Cheech Marin), para cuidar das crianças e partem em missão. Mas o casal acaba caindo em uma armadilha e é capturado pelos capangas de Floop, liderados pelo sinistro Sr. Lisp (Robert Patrick). Com os pais sequestrados, Carmen e Juni descobrem a verdade sobre o passado secreto deles.
As Crianças Entram em Ação
Os irmãos são forçados a assumir o papel de espiões mirins para resgatar os pais. Eles encontram um arsenal escondido na própria casa, incluindo gadgets tecnológicos da OSS: mochilas a jato, mini-submarinos e óculos especiais. No início, Carmen mostra-se mais confiante e responsável, enquanto Juni é inseguro, atrapalhado e tem que lidar com o bullying que sofre na escola. Mas juntos, eles começam a aprender a se apoiar mutuamente.
A Ilha de Floop
Seguindo as pistas, Carmen e Juni chegam à fantástica e perigosa ilha onde fica o castelo de Floop. Lá, eles descobrem o laboratório onde crianças-robôs estão sendo fabricadas. Entre os modelos de robôs, eles encontram versões clonadas de si mesmos — duplos perfeitos que, apesar de inicialmente hostis, acabam desempenhando papel importante mais tarde. A missão se torna ainda mais difícil quando os irmãos precisam enfrentar armadilhas, corredores cheios de criaturas bizarras e guardas armados.
O Encontro com Floop
Dentro do castelo, Carmen e Juni conhecem o próprio Floop, que, apesar de ser o rosto por trás da operação, demonstra não ser totalmente mau. Na verdade, Floop é um sonhador excêntrico, manipulado por seus próprios subordinados. Ele percebe que perdeu o controle do plano, já que o Sr. Lisp deseja usar os robôs para dominar o mundo. Esse detalhe coloca as crianças diante de uma situação inesperada: salvar não só os pais, mas também o próprio Floop de sua criação descontrolada.
O Resgate de Ingrid e Gregório
Com coragem, Carmen e Juni conseguem libertar os pais das prisões de vidro futuristas onde estavam detidos. A reunião da família é emocionante, mas eles ainda precisam enfrentar a ameaça final: os exércitos de robôs. Durante a batalha, cada membro da família mostra suas habilidades: Ingrid e Gregório voltam a agir como os agentes secretos de antes, enquanto as crianças demonstram que são dignos herdeiros dessa vida de aventuras.
A Batalha Final
Na luta decisiva contra os clones robóticos, Juni supera suas inseguranças e mostra bravura, enquanto Carmen usa sua inteligência para enganar os inimigos. Juntos, eles conseguem desativar o plano maligno. Floop, arrependido, decide transformar seus "Fuglies" em verdadeiras estrelas de televisão, abandonando os experimentos malignos e voltando a ser apenas o excêntrico apresentador que o público infantil adora.
Conclusão: Uma Nova Família de Espiões
De volta para casa, a família Cortez percebe que não pode mais esconder o mundo da espionagem das crianças. Ingrid e Gregório reconhecem que Carmen e Juni provaram ser corajosos e inteligentes o suficiente para atuar como verdadeiros agentes. O filme termina com a mensagem de que a força da família está em permanecer unida, e que até mesmo pequenos espiões podem realizar grandes feitos.
