上一部中，熊猫阿宝（杰克·布莱克 Jack Black 配音）功成名就，成为名震四方的神龙大侠。平日里他随同师傅（达斯汀·霍夫曼 Dustin Hoffman 配音）以及盖世五侠：悍娇虎 （安吉丽娜·朱莉 Angelina Jolie 配音）、猴王（成龙 Jackie Chan 配音）、快螳螂（塞斯·罗根 Seth Rogen 配音）、俏小龙（刘玉玲 Lucy Liu 配音）、灵鹤（大卫·克罗斯 David Cross 配音）在和平谷修炼，生活悠哉游哉。这一日，一伙恶徒闯入山谷抢夺金属材料，在与他们交手中阿宝意外产生幻觉，由此对自己的身世感到疑惑。 另一方面，恶徒的魁首白孔雀沈王爷（加里·奥德曼 Gary Oldman 配音）正图谋闯入王宫，称霸全中国。新的正邪大战拉开序幕，阿宝他们面临前所未有的挑战……
斯蒂夫·古根伯格 布巴·史密斯 迈克尔·温斯洛 大卫格拉夫 蒂姆·卡祖林斯基 莎朗·斯通 莱斯利·伊斯特布鲁克 马里昂·拉姆塞 兰斯·金赛 G.W.拜利 博卡·格德斯维特 乔治·盖恩斯 德里克·麦克加特 斯科特·汤姆森 比莉·伯德 乔治·R·罗伯逊 Brian Tochi 布赖恩·巴克尔 大卫·斯佩德 Tab Thacker 科琳·波赫雷