Os gémeos Rebecca e Cecil não se dão bem com a madrasta, Marissa Cortez Wilson (
Jessica Alba), que casou com o pai deles, Wilbur, um jornalista que anda à procura de espiões. Sem que os gémeos saibam, Marissa é uma espia reformada da OSS (Organization of Super Spies) que desde então se tornou a principal agência de espiões dos EUA e ex-quartel general da divisão Spy Kids, entretanto encerrada.

Quando a Terra é ameaçada por um vilão que se auto-denomina The Timekeeper (
Jeremy Piven), ela é chamada de volta à acção pelo líder da OSS. Com o fim do mundo à vista, Rebecca e Cecil são forçados a entrar na luta, ajudar Marissa e colocar a raiva de lado para ajudar os inocentes. A ajudá-los vão estar os ex-Spy Kids Carmen (
Alexa Vega) e Juni Cortez (
Daryl Sabara), agora adolescentes.

Com a alternância que lhe tem sido habitual entre filmes para adultos (
«Machete») e produções para crianças,
Robert Rodriguez prepara-se para estrear em Agosto o quarto filme da série
«Spy Kids», agora com novos protagonistas.
Alexa Vega e
Daryl Sabara, agora adolescentes permanecem como secundários, tal como
Antonio Banderas e
Danny Trejo.
Jessica Alba é a nova protagonista adulta e as jovens estrelas são agora
Rowan Blanchard e
Mason Cook.