2131年，地球爆发大规模的世界大战，各大主要城市尽成废墟，人们流离失所。讽刺的是，这场摧毁人类文明的大战最终没有任何战胜国。幸存的人类将原来的综合管理机构改造成名为奥林帕斯的基地，以此作为幸存者的理想国。
少女琉南•纳兹在一座废弃城市与火力强大的人造人展开激烈战斗，危急时刻，她的前男友布里亚留斯和美丽女孩瞳带领奥林帕斯的小分队赶来营救。布里亚留斯之前在北非战场失去大部分身体，如今也被改造成机械加身的人造人。结束了枕戈待旦的日子，琉南开始迎来平静祥和的生活。她发现奥林帕斯的科技极为发达，而这里相当数量的人类是人造人。这座过分祥和的理想国让琉南心有不安，它的背后似乎隐藏着不为人知的秘密……

上一部中，熊猫阿宝（杰克·布莱克 Jack Black 配音）功成名就，成为名震四方的神龙大侠。平日里他随同师傅（达斯汀·霍夫曼 Dustin Hoffman 配音）以及盖世五侠：悍娇虎 （安吉丽娜·朱莉 Angelina Jolie 配音）、猴王（成龙 Jackie Chan 配音）、快螳螂（塞斯·罗根 Seth Rogen 配音）、俏小龙（刘玉玲 Lucy Liu 配音）、灵鹤（大卫·克罗斯 David Cross 配音）在和平谷修炼，生活悠哉游哉。这一日，一伙恶徒闯入山谷抢夺金属材料，在与他们交手中阿宝意外产生幻觉，由此对自己的身世感到疑惑。
另一方面，恶徒的魁首白孔雀沈王爷（加里·奥德曼 Gary Oldman 配音）正图谋闯入王宫，称霸全中国。新的正邪大战拉开序幕，阿宝他们面临前所未有的挑战……