在赌城盗窃案三年之后，重归于好的丹尼（乔治克鲁尼饰 George Clooney 饰）与泰丝（朱莉娅·罗伯茨 Julia Roberts 饰）二人的闲适生活戛然而止，因为赌场大亨班奈狄（安迪•加西亚 Andy Garcia 饰）突然将丹尼和十名同伙全部找到，并限定他们在两周内筹钱，连本带利偿还他当年被盗的一亿六千万。罗斯（布拉德•皮特 Brad Pitt 饰）、莱纳斯（马特·达蒙 Matt Damon 饰）等人齐聚，他们因无力偿还只得选择前往欧洲作案。然而丹尼等人的欧洲之行困难重重，法国神偷“夜狐”（文森特·卡索 Vincent Cassel 饰）在暗中作梗，罗斯的前任警探女友伊莎贝（凯瑟琳·泽塔琼斯 Catherine ZetaJones 饰）则率警方严密盯防他们。这次，丹尼的团伙还能顺利脱身么？
皮博迪（泰·布利尔 Ty Burrell 配音）是一条与众不同的小狗，它拥有绝伦无比的高智商，因此注定拥有迥异于同类的“狗生”。它持有哈佛学位，成功开发了新能源，圆满解决地缘政治，还创立了属于自己的公司。皮博迪偶然机缘下收养了和它有着类似经历的人类小孤儿舍曼（麦克斯·查尔斯 Max Charles 配音），它如同慈父一般悉心教育着他的儿子，并利用自己开发的时光机带舍曼回到未来每一个重要时刻，亲身经历书本上枯燥的历史事件。转眼舍曼到了上学的年龄，他丰富的历史知识得到老师表扬，却也引来高傲的小姑娘佩妮·彼得森
马丁（Michael J. Fox 饰）才回到现实世界与女友团聚，布朗博士（Christopher Lloyd 饰）就心急火燎地把他们带到了30年后的未来世界，原来这一次是马丁未来的两个孩子因参与抢劫锒铛入狱，博士要携马丁一起阻止悲剧发生。 周旋一番后，两个孩子被成功挽救，但三人回到现实世界后，却发现周遭发生了天翻地覆的变化，世界被贝夫（Thomas F. Wilson饰）所控制，马丁的父亲乔治惨死，母亲洛莲（Lea Thompson 饰）竟然成了贝夫的妻子！ 这一切都是因为时光机器的秘密不慎被未来的
