O pirata Burger Beard rouba a receita secreta do adorado hambúrguer de siri e Bob Esponja e seus amigos desembarcam em terra firme para resgatar a fórmula perdida. Para conseguirem, eles têm de se associar a seu antigo rival, Plankton.

Junte-se a Magoo e seu sobrinho Justin, neta aventura onde encontraremos aranhas gigantes, robôs e ninjas em velozes jet-skis. Quando o super vilão Tan-Gu convida os mais temíveis vilões do mundo para competirem na Olimpíada do mal, Justin será obrigado a trabalhar dobrado para ajudar seu tio a permanecer na competição.

O astro do susto, Sulley, e seu falante assistente, Mike, trabalham na Monstros S.A., a maior fábrica de processamento de gritos da cidade de Monstrópolis. A principal fonte de energia do mundo dos monstros provém da coleta dos gritos das crianças humanas. Os monstros acreditam que as crianças são tóxicas, e entram em pânico quando uma menininha invade seu mundo. Sulley e Mike fazem de tudo para levar a garota de volta para casa, mas enfrentam desafios monstruosos e algumas situações hilárias em suas atrapalhadas aventuras.

Em 1957, um robô alienígena gigante aterrissa perto da pequena cidade de Rockwell, Maine (EUA). Hogarth, um garoto de nove anos que estava explorando a área, encontra o robô e os dois ficam amigos. Mas um agente do governo completamente obcecado surge com o objetivo de destruir o extraterrestre a qualquer custo.