喜羊羊、灰太狼与一众小羊组成的守护者队进入篮球顶级赛事决赛，但却意外地败北，团队分崩离析。 虽然各散东西，但对篮球的热爱和对冠军的渴望让大家再次组队，参加新一届大赛，然而这次的对手更强大，他们面临更大的挑战！
科学家本（Zach Galifianakis 饰）隶属于美国政府某个秘密部门，它通过高科技手段训练豚鼠说话与思考，并将它们培养成特工人员。然而，本的部门却面临被FBI关闭的局面，为了证明他和豚鼠特工的能力，本向豚鼠特工队的负责鼠达尔文（山姆·洛克威尔 Sam Rockwell 配音）下令，要它们潜入赛博林工业的CEO罗纳德·赛博（Bill Nighy 饰）的办公室，寻找罗纳德向中东国家出卖可用于军事的高科技芯片的证据。达尔文毫不怠慢，带着布拉斯特（崔西·摩根 Tracy Morgan 配音）、华蕾斯（佩内洛普·克鲁兹 Penélope Cruz 配音）、苍蝇莫奇和斯贝克斯（尼古拉斯·凯奇 Nicolas Cage 配音）等成员迅速展开行动。 这群豚鼠特工队员体型虽小，却身怀绝技，它们成功闯入罗纳德的办公室，并下载到重要资料。然而，这场冒险才刚刚开始……
谷山麻衣（名冢佳织 配音）是个有预知和感应能力的高一女生，机遇巧合之下认识了长相英俊、颇为自恋的涉谷一也（泰勇气 配音），原来他是个专业的狩灵师，还是专门调查灵异事件事务所的所长，他身边有个叫林兴徐的助手。麻衣所在的学校出现了谣传，说旧校舍被灵所诅咒。涉谷一也受到校长委托，来到学校调查。同时被叫来的，还有巫女松崎绫子、和尚滝川法生、驱魔者约翰·布朗和灵媒师原真砂子。一行人在展开调查之时，发生了种种事故，这究竟是何种力量在作祟？ 事件解决后，涉谷一也邀请麻衣加入他的涉谷心灵研究所（即SPR）打工。SPR接受各种委托，对各类灵异事件展开调查。麻衣和涉谷他们不仅仅用自身超能力解决问题，而且还会用现代科学解释。
在舞花、绘麻之后，咲夜、辉夜也加入了星睦学园。 充满光辉的宝石礼服也会登场！！爱音和美绪的偶像活动还在继续！
