A Cortez-testvérek immár egy éve tudják, hogy szüleik igazi kémek, sőt hősök, akik megmentették a világot. Most már Juni (Daryl Sabara) és Carmen (Alexa Vega) is teljes jogú kémek a családban. A kémkölykök legújabb megbízatása az amerikai elnök lányának a védelme. Csakhogy a két rivális kémkölyök, Gary (Matt O'Leary) és Gerti (Emily Osment) elrontja munkájukat és learatják a babérokat. Ahogyan édesapjuk is, aki Cortez apuka elől szerezte meg a hőn áhított hivatali előléptetést. A dolgok még rosszabbra fordulnak, amikor a beiktatási ceremónián gengszterek elaltatják a felnőtteket és ellopják a leghatásosabb kémfegyvert, amely minden másikat hatástalanít. Gary és Gerti kapják a megbízást a műszer felkutatására. Csakhogy Carmen betör a kémközpont adatbázisába és Cortezéket bízza meg a feladattal. Irány a furcsa sziget, ahol az őrült genetikus, Romero professzor (Steve Buscemi) garázdálkodik a természetben.