2010年に公開され全米ヒットを記録したユニバーサル・ピクチャーズ/イルミネーション・エンターテインメント製作「怪盗グルーの月泥棒 3D」のシリーズ第2作。月泥棒の偉業を成し遂げ、孤児3姉妹の父親となったグルーは、悪党稼業から足を洗い、世界レベルで悪と戦う超極秘組織「反悪人同盟」の捜査官として活動していた。そんなある日、グルーの仲間で、バナナが大好物の謎の黄色い生物ミニオンたちが、何者かに誘拐されてしまう。グルーは3姉妹と相棒の美人捜査官ルーシーとともにミニオンを助け出すため冒険に出る。