เรื่องราวการผจญภัยแยกเดี่ยวของสี่พี่น้องเพนกวินสุดแสบ สคิปเปอร์, โควัลสกี, ริโก้ และ ไพรเวท ที่ต้องมารับบทสายลับระดับโลกเพื่อหยุดยั้งแผนการร้ายของ “ด็อกเตอร์ ออคเทเวียส ไบร์น” (หรือปลาหมึกยักษ์เดฟ) ที่จ้องจะทำลายเผ่าพันธุ์เพนกวินทั่วโลก โดยในภารกิจนี้พวกเขาต้องร่วมมือกับหน่วยจารกรรมสุดไฮเทคอย่าง “เดอะ นอร์ท วินด์” (The North Wind) นำทีมโดยหมาป่าสายลับสุดเท่ เพื่อกอบกู้โลกจากวิกฤตครั้งใหญ่