מרגל העל לאנס סטרלינג (וויל סמית) והמדען וולטר בקט (טום הולנד) הם ממש כמו הפכים. לאנס רגוע, מנומס ונעים הליכות, ואילו וולטר… לא ממש. כפיצוי על חסרונותיו החברתיים ובאמצעות חכמתו והמצאותיו הטכנולוגיות, הוא יוצר גאד'טים מטורפים בהם לאנס עושה שימוש במשימותיו החשובות. אך כשהאירועים מקבלים תפנית לא צפויה, וולטר ולאנס לפתע חייבים לסמוך אחד על השני באופן חדש לגמרי. הזוג המוזר יהיה חייב ללמוד לעבוד כצוות, אחרת העולם כולו בסכנה. מרגלים לא רגילים קומדיית האנימציה החדשה מתרחש באוקטן גבוה בעולמו המסחרר של הריגול הבינלאומי.