科學家本（ZachGalifianakis飾）隸屬于美國政府某個秘密部門，它通過高科技手段訓練豚鼠說話與思考，并將它們培養成特工人員。然而，本的部門卻面臨被FBI關閉的局面，為了證明他和豚鼠特工的能力，本向豚鼠特工隊的負責鼠達爾文（山姆·洛克威爾SamRockwell配音）下令，要它們潛入賽博林工業的CEO羅納德·賽博（BillNighy飾）的辦公室，尋找羅納德向中東國家出賣可用于軍事的高科技芯片的證據。達爾文毫不怠慢，帶著布拉斯特（崔西·摩根TracyMorgan配音）、華蕾斯（佩內洛普·克魯茲PenélopeCruz配音）、蒼蠅莫奇和斯貝克斯（尼古拉斯·凱奇NicolasCage配音）等成員迅速展開行動。
這群豚鼠特工隊員體型雖小，卻身懷絕技，它們成功闖入羅納德的辦公室，并下載到重要資料。然而，這場冒險才剛剛開始……