每当圣诞节临近，圣诞老人就会让他的精灵助手们用魔法为地球上的孩子们准备礼物。但是地球上的孩子越来越多，在这次圣诞节即将来临的时候，精灵们渐渐忙不过来集体病倒了。为了救助精灵，圣诞老人决定去地球上寻找解药，却在巴黎遭到雷暴而迫降。圣诞老人自己都不知道，他已经开始了一场奇幻的冒险。

斯蒂芬尼（盖尔•加西亚•贝纳尔 Gael García Bernal 饰）是一个充满奇思妙想和新鲜念头的小伙子，他从墨西哥来到法国，并在亲戚的帮助下找到了这份机械枯燥的办公室工作。斯蒂芬尼喜欢做梦，梦里有着各种奇妙的事情；因为害羞他在女孩面前十分拘谨。这天，斯蒂芬尼搬来了一个新邻居——那个笑容温暖的邻居女孩有着和他一样得名字：斯蒂芬尼(夏洛特•甘斯布 Charlotte Gainsbourg 饰)。斯蒂芬发现她的想象力天赋和自己竟然十分相似。他们用只属于彼此的方式交往着，命运的连结也由此开始。

由于在纽约自然历史博物馆担任警卫有出色表现，拉瑞（本·斯蒂勒 Ben Stiller 饰）出任某家电小公司的CEO，而且还在电视上接受了著名脱口秀主持人的访谈，儿子对他仰慕，爱情如影随形，一派春风得意的样子。不过，好景不长，当他故地重游，却意外发现馆长已经因为更新展览并准备把过时的展品挪到华盛顿的史密森博物馆继续展出。这让拉瑞感到有些气愤，他觉得自己有责任重振博物馆之雄风，于是他决定留下来再做一晚警卫，以唤起那些老朋友的共同努力。事实上，在搞定了罗斯福（罗宾·威廉斯 Robin Williams 饰）、林肯、拿破仑、伊凡雷帝和阿尔•卡邦等人之后，他遭遇了一个劲敌——邪恶的古埃及法老的卡门拉，二人在夜晚再度上演了博物馆的惊魂对决……