Setelah film sebelumnya, Gru sekarang menjadi agen Liga Anti-Villain (AVL) dan dia bersama istrinya Lucy dikirim untuk menggagalkan rencana supervillain bernama Balthazar Bratt. Bratt adalah mantan aktor anak yang memerankan supervillain muda dalam serial televisi yang populer sebelum pertunjukan tersebut dibatalkan karena pubertasnya, dan popularitasnya yang memudar menyebabkan dia mengadopsi persona lamanya untuk menjadi supervillain sejati. Gru berhasil menghentikan Bratt mencuri berlian yang sangat mahal, tapi tidak mampu menangkapnya. Sebagai hasil dari kegagalan untuk menangkap Bratt, Gru dan Lucy dipecat dari AVL oleh sutradara baru Valerie Da Vinci.

Gru dan Lucy dengan enggan memberi tahu anak-anak mereka, Margo, Edith dan Agnes tentang penghentian mereka, namun meyakinkan mereka bahwa mereka akan menemukan pekerjaan baru suatu hari nanti. Sebagian besar Minions meninggalkan Gru saat dia menolak untuk kembali ke penjahat meski kehilangan pekerjaannya. Lucy berjuang untuk beradaptasi dalam peran barunya sebagai ibu baru anak-anak. Keesokan paginya, keluarga tersebut didekati oleh kepala pelayan saudara kembar Gru yang sudah lama hilang, Dru, yang tinggal di sebuah negara bernama Freedonia dan rindu untuk menemuinya.

Tertegun pada wahyu ini, Gru menghadapkan ibunya yang mengungkapkan bahwa setelah menceraikan ayah Gru, mereka sepakat untuk menjaga satu anak masing-masing. Keluarga memutuskan untuk bertemu Dru dan mereka terkejut dengan kekayaannya yang luar biasa yang dimiliki oleh butler pada usaha peternakan babi mereka. Dru dengan cepat memikat keluarga Gru meski mematikan Gru karena kepribadiannya yang flamboyan. Sementara itu, Minion ditangkap setelah melakukan pelanggaran di set talent show dan Bratt berhasil mencuri berlian sekali lagi saat ia berniat menggunakan berlian tersebut untuk menyalakan robot raksasa tersebut untuk menghancurkan Hollywood sebagai balas dendam karena membatalkan acaranya