La tecnología HD/3-D entra en escena cuando los jóvenes agentes Juni (Daryl Sabara) y Carmen Cortez (Alexa Vega) emprenden la misión más emocionante de sus vidas: un viaje al interior de la realidad virtual de un videojuego en 3D que ha sido especialmente diseñado para acabar con ellos. Un videojuego en el que cobran vida los gráficos y criaturas más sorprendentes que puedan imaginarse. Los Spy Kids tendrán que plantar cara a unos niveles del juego cada vez más difíciles con el humor, los dispositivos especiales, la valentía, el espíritu familiar y sus rápidos reflejos como armas. Entre los muchos desafíos a los que deberán enfrentarse se incluyen, por ejemplo, una carrera contra los guerreros de la carretera o practicar surf sobre lava candente, todo para salvar al mundo de un villano sediento de poder: El Fabricante de Juguetes (Sylvester Stallone).

Nueva aventura de los hijos del matrimonio de espías internacionales Cortez. En esta entrega, toda la familia se encontrará en una misteriosa isla donde no funcionan sus aparatos de espionaje, y habitada por unos extraños seres a los que jamás habían visto antes.

Cuando el matrimonio Cortez -aparentes padres de familia normales y corrientes pero que en realidad son superespías internacionales- es secuestrado por el malvado Floop, sus hijos no tendrán más remedio que intentar salvarles en una trepidante aventura llena de acción y peligros