熊猫阿宝（杰克·布莱克 Jack Black 饰）终于美梦成真成了神龙大侠，跟随功夫大师（达斯汀·霍夫曼 Dustin Hoffman 饰）与盖世五侠：悍娇虎（安吉丽娜·朱莉 Angelina Jolie 饰）、猴王（成龙 Jackie Chan 饰）、快螳螂（塞斯·罗根 Seth Rogen 饰）、俏小龙（刘玉玲 Lucy Liu 饰）、灵鹤（大卫·克罗斯 David Cross 饰）一起保护着和平谷、过着宁静的生活。然而，好景不长，有个邪恶的坏人沈王爷“Lord Shen”（加里·奥德曼 Gary Oldman 饰）正打算用无人能挡的机密武器征服中国并且毁灭功夫，阿宝面临着一次新的、更加可怕的挑战，他必须回首过去并揭开自身的生世之谜，才能找到打败敌人的致胜关键力量。