在上一部电影中，熊猫阿宝（由杰克·布莱克Jack Black配音）成为了一个备受瞩目的神龙大侠。他和他的师傅（由达斯汀·霍夫曼Dustin Hoffman配音）以及盖世五侠：悍娇虎（由安吉丽娜·朱莉Angelina Jolie配音）、猴王（由成龙Jackie Chan配音）、快螳螂（由塞斯·罗根Seth Rogen配音）、俏小龙（由刘玉玲Lucy Liu配音）、灵鹤（由大卫·克罗斯David Cross配音）一起生活在宁静谷中，过着悠闲的日子。然而，有一天，一群暴徒闯入山谷，抢夺金属材料。在与他们交战的过程中，阿宝突然产生了幻觉，开始怀疑自己的身世。与此同时，暴徒的首领白孔雀沈王爷（由加里·奥德曼Gary Oldman配音）正计划闯入王宫，称霸整个中国。一场新的正邪大战即将开始，阿宝和他的伙伴们面临前所未有的挑战......
