De film begint met een getekend gedeelte, dat zich afspeelt in de sprookjeswereld Andalasia. In deze wereld kunnen dieren met mensen praten en hen met vele klusjes helpen. Muziek staat centraal. In Andalasia leeft prinses Giselle. Zij staat op het punt te trouwen met prins Edward. Edwards stiefmoeder, koningin Narissa, wil dit huwelijk koste wat het kost voorkomen om haar eigen machtspositie veilig te stellen. Ze verbant Giselle via een magische poort naar “een plek waar geen ‘nog lang en gelukkig’ bestaat”.
Deze plek is het hedendaagse Manhattan in New York City. In deze harde, nieuwe omgeving waar men niet meer gelooft in sprookjes en magie, wordt Giselle verliefd op de charmante scheidingsadvocaat Robert – ook al is ze al verloofd met haar sprookjesprins Edward. Robert is erg cynisch en aanvankelijk niet bereid Giselle te helpen. Hij staat met tegenzin toe dat ze bij hem komt wonen. Zijn dochter Morgan staat meer voor haar open. Tot Roberts verbazing laat Giselle dieren uit de stad, waaronder ratten, helpen zijn appartement schoon te maken.
Giselles aanwezigheid zet Roberts relatie met zijn eigen verloofde, Nancy, onder druk. Giselle helpt de twee echter dichter tot elkaar te komen. Ondertussen, in Andalasia, ontdekt Edward wat er gebeurd is met Giselle, en hij reist ook af naar New York. Narissa en haar handlanger Nathaniel volgen eveneens. Narissa geeft Nathaniel de opdracht om Giselle te vergiftigen, maar twee pogingen daartoe mislukken. Bovendien begint hij aan zijn relatie met Narissa te twijfelen na het zien van een soapserie.
Giselle ontdekt dankzij Robert dat de echte wereld een stuk complexer is dan haar thuiswereld, terwijl Robert juist onder de indruk raakt van Giselles idealen en optimisme. Edward vindt Giselle uiteindelijk in Roberts appartement. Voordat ze teruggaan naar Andalasia, wil Giselle eerst nog met Edward naar een bal dat die avond plaatsvindt. Op dit bal slaagt Narissa er eindelijk in Giselle te vergiftigen, maar Edward stopt haar voor ze er met de bewusteloze Giselle vandoor gaat.
Nathaniel, die nu spijt heeft, bekent Narissa’s plan. De vergiftiging kan volgens hem nog voor middernacht ongedaan worden gemaakt. Robert laat Giselle uiteindelijk weer ontwaken met een liefdeskus. Narissa is razend, en verandert zichzelf in een draak. Ze neemt Robert als gijzelaar en lokt Giselle naar het dak van het Woolworth Building. Met de hulp van Pip valt Narissa van het gebouw en spat in magische rook uiteen zodra ze de straat raakt.
Na dit alles blijkt dat Giselles hart inmiddels toebehoort aan Robert. Ze blijft bij hem in New York en opent een eigen boetiek waar zowel mensen als dieren werken. Roberts verloofde Nancy krijgt juist een relatie met Edward, en vertrekt met hem naar Andalasia. Nathaniel blijft ook in New York en wordt een succesvol schrijver. Pip gaat echter terug naar Andalasia waar hij een succesvolle schrijver wordt.
De film begint met een getekend gedeelte, dat zich afspeelt in de sprookjeswereld Andalasia. In deze wereld kunnen dieren met mensen praten en hen met vele klusjes helpen. Muziek staat centraal. In Andalasia leeft prinses Giselle. Zij staat op het punt te trouwen met prins Edward. Edwards stiefmoeder, koningin Narissa, wil dit huwelijk koste wat het kost voorkomen om haar eigen machtspositie veilig te stellen. Ze verbant Giselle via een magische poort naar “een plek waar geen ‘nog lang en gelukkig’ bestaat”.
Deze plek is het hedendaagse Manhattan in New York City. In deze harde, nieuwe omgeving waar men niet meer gelooft in sprookjes en magie, wordt Giselle verliefd op de charmante scheidingsadvocaat Robert – ook al is ze al verloofd met haar sprookjesprins Edward. Robert is erg cynisch en aanvankelijk niet bereid Giselle te helpen. Hij staat met tegenzin toe dat ze bij hem komt wonen. Zijn dochter Morgan staat meer voor haar open. Tot Roberts verbazing laat Giselle dieren uit de stad, waaronder ratten, helpen zijn appartement schoon te maken.
Giselles aanwezigheid zet Roberts relatie met zijn eigen verloofde, Nancy, onder druk. Giselle helpt de twee echter dichter tot elkaar te komen. Ondertussen, in Andalasia, ontdekt Edward wat er gebeurd is met Giselle, en hij reist ook af naar New York. Narissa en haar handlanger Nathaniel volgen eveneens. Narissa geeft Nathaniel de opdracht om Giselle te vergiftigen, maar twee pogingen daartoe mislukken. Bovendien begint hij aan zijn relatie met Narissa te twijfelen na het zien van een soapserie.
Giselle ontdekt dankzij Robert dat de echte wereld een stuk complexer is dan haar thuiswereld, terwijl Robert juist onder de indruk raakt van Giselles idealen en optimisme. Edward vindt Giselle uiteindelijk in Roberts appartement. Voordat ze teruggaan naar Andalasia, wil Giselle eerst nog met Edward naar een bal dat die avond plaatsvindt. Op dit bal slaagt Narissa er eindelijk in Giselle te vergiftigen, maar Edward stopt haar voor ze er met de bewusteloze Giselle vandoor gaat.
Nathaniel, die nu spijt heeft, bekent Narissa’s plan. De vergiftiging kan volgens hem nog voor middernacht ongedaan worden gemaakt. Robert laat Giselle uiteindelijk weer ontwaken met een liefdeskus. Narissa is razend, en verandert zichzelf in een draak. Ze neemt Robert als gijzelaar en lokt Giselle naar het dak van het Woolworth Building. Met de hulp van Pip valt Narissa van het gebouw en spat in magische rook uiteen zodra ze de straat raakt.
Na dit alles blijkt dat Giselles hart inmiddels toebehoort aan Robert. Ze blijft bij hem in New York en opent een eigen boetiek waar zowel mensen als dieren werken. Roberts verloofde Nancy krijgt juist een relatie met Edward, en vertrekt met hem naar Andalasia. Nathaniel blijft ook in New York en wordt een succesvol schrijver. Pip gaat echter terug naar Andalasia waar hij een succesvolle schrijver wordt.
Bij aanvang van de film ziet men hoe ooievaars jonge dieren naar hun ouders, die in een circus werken, brengen. De laatste, een babyolifantje bestemd voor mevrouw Jumbo, arriveert pas de volgende dag wanneer het circus per trein op weg is naar z’n volgende locatie. Het olifantje wordt Jumbo Junior genoemd, maar als hij gigantische oren blijkt te hebben drijven de andere olifanten hier flink de spot mee. Ze geven hem zelfs de bijnaam Dombo, een samentrekking van ‘dom’ en zijn werkelijke naam Jumbo.
Eenmaal op locatie is Dombo met z’n enorme oren ook het mikpunt van spot door het circuspubliek. Wanneer mevrouw Jumbo haar kind verdedigt tegen een groep baldadige jongens, denkt de circusdirecteur dat ze dol is geworden en laat haar opsluiten. Dombo blijft zonder z’n moeder en verstoten door de andere olifanten achter. Hij krijgt onverwacht gezelschap van een muis genaamd Timmie, die zijn vriend en mentor wordt.
Timmie probeert Dombo’s status in het circus te verbeteren door de directeur over te halen hem tot toppunt van een act te maken. Dit mislukt gigantisch en Dombo wordt in plaats daarvan gedegradeerd tot clown. Dezelfde avond overleggen de clowns en besluiten bij de directeur opslag te eisen. Hier openen ze een fles champagne op, maar die laten ze uiteindelijk in een vat water vallen. Dezelfde avond, na een bezoekje aan Dombo’s moeder, drinken Dombo en Timothy beide van dit vat water waar dus die fles in ligt. Ze worden beide dronken en krijgen hallucinaties van roze olifanten.
De volgende ochtend worden de twee wakker in een boom. Ze hebben geen idee hoe ze daar gekomen zijn. Een groep kraaien komt met de theorie dat Dombo wellicht naar boven is gevlogen. Met hun hulp slaagt Dombo erin om opnieuw te vliegen. Met zijn nieuw verworven talent steelt Dombo de show tijdens het volgende optreden, en neemt hij op gepaste wijze wraak op de andere olifanten. Eindelijk ziet men hem als een ster, en hij wordt de topattractie van het circus.
De film draait om Gru, een man die tegen elke prijs de grootste superschurk ter wereld wil worden, in de hoop zo eindelijk het respect te winnen van zijn moeder. Zoals een stereotype geniaal meesterbrein heeft hij een geheime schuilplaats onder zijn huis, een leger van handlangers bestaande uit kleine, gele, humanoïde wezens, minions genaamd, en een arsenaal high-tech wapens en gadgets. Zijn belangrijkste concurrent is de jonge schurk Vector, die hem aan het begin van de film een hak zet door de Piramide van Gizeh te stelen. Als tegenprestatie maakt Gru plannen om de maan te stelen. Hiervoor heeft hij echter veel geld nodig; iets dat hij bij een bank voor schurken probeert te lenen. De bankdirecteur wil hem echter alleen een lening geven als Gru hem een krimpstraal kan tonen die hij ongetwijfeld nodig zal hebben voor deze diefstal.
Gru probeert een krimpstraal te stelen uit een Aziatisch lab, maar Vector is hem voor en neemt het wapen mee naar zijn schuilplaats. Gru ziet echter hoe drie weesmeisjes, Margo, Edith en Agnes genaamd, makkelijk Vectors schuilplaats binnenkomen, wanneer ze bij hem aanbellen om koekjes te verkopen. Hij besluit de drie te adopteren in de hoop hen te kunnen gebruiken om de krimpstraal bij Vector te stelen.
Het plan slaagt, maar de adoptie van de drie brengt voor Gru een nieuwe uitdaging mee: een goede vader zijn. Aanvankelijk ziet hij de meisjes enkel als pionnen in zijn plan, maar naarmate de tijd vordert, gaat hij om ze geven. De meisjes ontdekken op hun beurt Gru’s ware plan, maar steunen hem en helpen hem zelfs zijn plan te financieren. Gru’s rechterhand, wetenschapper Nefario, denkt echter dat Gru door de meisjes zijn slechte karakter verliest, en besluit de drie terug te sturen naar het weeshuis.
Gru steelt de maan op een dag dat de drie meisjes een belangrijke balletuitvoering hebben en is hierdoor te laat om de uitvoering bij te wonen. Bovendien blijkt Vector de drie te hebben ontvoerd. Hij wil hen ruilen tegen de maan. Gru bestormt hierop Vectors schuilplaats en een achtervolging begint. Gru slaagt erin de meisjes te redden, terwijl de gekrompen maan weer teruggroeit tot haar normale formaat en samen met Vector de ruimte in wordt geschoten.
Na dit alles krijgt Gru van zijn moeder eindelijk de erkenning waar hij zo op hoopte. Hij en de meisjes beginnen een nieuw leven. Vector zit ondertussen nog altijd vast op de maan.
Deel 2
Gru heeft zijn bestaan als superschurk grotendeels vaarwel gezegd. Zijn handlanger, Dr. Nefario, mist het slecht zijn echter en neemt ontslag om elders te gaan werken. Dan wordt Gru benaderd door Lucy Wilde, een agent van een anti-schurkenorganisatie. De organisatie wil dat Gru namens hen gaat spioneren om een nieuwe superschurk op te sporen. Deze schurk heeft recentelijk een onderzoekslaboratorium en chemisch middel dat levensvormen in mutanten kan veranderen gestolen. Gru stemt na enig aarzelen toe.
Gru gaat undercover werken in een winkelcentrum als uitbater van een cakewinkel, met Lucy als zijn partner. Gru verdenkt Eduardo, de eigenaar van een eveneens in het winkelcentrum gelegen restaurant, ervan de schurk El Macho te zijn, die volgens geruchten om het leven zou zijn gekomen bij een ongeluk met een actieve vulkaan. Lucy en Gru breken in bij het restaurant, maar vinden niks dat hun vermoedens bevestigt. Margo, een van Gru’s adoptiedochters, wordt ondertussen verliefd op Eduardo’s zoon, Antonio, tot ongenoegen van Gru. De relatie tussen de twee zorgt er echter wel voor dat Gru en zijn dochters worden uitgenodigd voor Eduardo’s aankomende Cinco de Mayo-feest.
Gru krijgt langzaam gevoelens voor Lucy, maar hun samenwerking komt abrupt tot een einde wanneer de organisatie op een ochtend de eigenaar van een andere winkel arresteert en de zaak officieel gesloten verklaart. Lucy zal naar Australië worden overgeplaatst voor een nieuwe missie. Tijdens het Cinco de Mayo-feest ontdekt Gru dat zijn vermoedens tegenover Eduardo correct zijn, en dat Nefario nu voor Eduardo werkt. Samen hebben ze al enkele van Gru’s Minion-handlangers gevangen en gemuteerd. Eduardo biedt Gru een baan aan, maar Gru slaat dit aanbod af en vertrekt met zijn dochters. Kort na hun vertrek arriveert Lucy per handglider op het feest omdat ze liever bij Gru wil blijven, maar ze wordt gevangen door Eduardo.
Nefario waarschuwt Gru, die meteen terugkeert naar Eduardo’s schuilplaats om Lucy te bevrijden. Met een door Nefario gemaakt tegengif maakt hij de gemuteerde handlangers weer normaal, waarna hij Lucy redt en Eduardo verslaat.
147 dates later trouwen Gru en Lucy, waardoor de drie meisjes eindelijk een moeder hebben. Tijdens de aftiteling doen drie van Gru’s handlangers auditie voor de aankomende spin-off film.
Deel 3
Voor 2015 staat er een deel 3 in de planning
Het verhaal gaat over een meisje dat verplicht wordt al het werk te doen voor haar gemene stiefmoeder en haar twee gemene dochters. Omdat ze alle vuile karweitjes moet opknappen, zoals ’s ochtends het aanmaken van de haard, wordt ze schertsend ‘Assepoester’ genoemd. Poesten is een Middelnederlands woord voor blazen. Als op een dag een brief van de koning beveelt dat alle meisjes uit het hele land naar het bal moeten komen zodat zijn zoon, de prins, kan trouwen met het meisje van zijn dromen, blijkt nogmaals de onrechtvaardige stiefmoederlijke behandeling van Assepoester. De dochters van de gemene stiefmoeder krijgen mooie jurken, Assepoester moet het met lompen stellen en wordt zo verhinderd naar het bal te kunnen gaan.
Een goede fee tovert haar echter een baljurk met glazen muiltjes en tovert een pompoen en een stelletje muizen om tot een koets met paarden. Ze charmeert de prins uitermate, doch niemand herkent Assepoester. Om middernacht wordt de betovering echter verbroken en ontvlucht zij het paleis, waarbij ze de derde nacht één van haar glazen muiltjes verliest. De prins vindt het muiltje en zweert dat hij het bijzondere meisje zal vinden om met haar te trouwen.
Vele meisjes proberen uit alle macht hun voet in het schoentje te wringen, maar uiteindelijk past alleen Assepoester de schoen. En zoals het een sprookje betaamt, leefden Assepoester en haar prins nog lang en gelukkig.