För att slå sin främsta rival Vector håller serievillainen Gru på att lägga upp en plan för att stjäla månen, stödd av sin armé av minions. På väg att sätta hans illdåd i verket och i spetsen för hans arsenal av frysstrålar och sci-fi-grejor går allt enligt planerna tills tre små föräldralösa flickor vid namn Margo, Agnes och Edith kommer till dörren i jakt på en fadersfigur.