Los agentes secretos Juni (Darly Sabara) y Carmen Cortez (Alexa Vega) afrontan su misión más importante hasta la fecha: ¡un viaje en el mundo de la realidad virtual de un videojuego en 3D donde los impresionantes gráficos y las criaturas cobran peligrosa vida! Haciendo frente a los obstáculos que se presentan en cada nuevo nivel, los Spy Kids tendrán que confiar en el humor, gadgets de alta tecnología y los lazos familiares para detener al villano hambriento de poder (Sylvester Stallone) decidido a controlar la juventud mundial.