當熊貓阿寶(傑克·布萊克 Jack Black 配音)為成為真正的神龍大俠做準備的時候,他的生父——熊貓李山(布萊恩·科蘭斯頓 Bryan Cranston 配音)突然到訪。與此同時,擁有神秘力量的反派天煞(J·K·西蒙斯 J.K. Simmons 配音)登場,妄圖制服 所有高手,統治武林。相傳在與世隔絕的熊貓村有著對抗天煞的力量,為了拯救蒼生,阿寶與父親踏上了歸途,而阿寶的好夥伴悍嬌虎(安吉麗娜·朱莉 Angelina Jolie 配音)、金猴(成龍 配音)、靈蛇(劉玉玲 Lucy Liu 配音)、螳螂(塞斯·羅根 Seth Rogen 配音)則一同拖延天煞,阿寶不僅肩負著成為真正的熊貓大俠的使命,還要讓村民美美(凱特·哈德森 Kate Hudson 配音)等新夥伴練就新功夫,繼承烏龜大師(蘭德爾·杜克·金 Randall Duk Kim 配音)的遺志,共同抵擋天煞。