De weduwnaar Kapitein Von Trapp leidt zijn huishouden nabij Salzburg zoals hij deed bij het schip dat hij ooit leidde. Dit verandert echter wanneer het nieuwe kindermeisje Maria, die mislukt is als non, arriveert.
Bob Parr en zijn vrouw Helen behoorden vroeger tot de groep van 's werelds grootste misdaadbestrijders. Levens redden en het kwaad bestrijden was hun dagelijks werk. Maar vijftien jaar later zijn ze gedwongen om als gewone burgers te leven en zich terug te trekken in een buitenwijk. Ze wonen daar als "normaal" gezin met hun drie kinderen, Violet, Dash en Jack Jack.
Bob Parr (alias Mr. Incredible) heeft samen met zijn vrouw Helen (ook bekend als Elastigirl) en hun drie kinderen (Violet, Dash en Jack Jack) een enigszins 'normaal' leven. Althans, voor een familie superhelden. De gezinssituatie komt echter onder druk te staan wanneer Bob in zijn eentje voor de kleine Jack Jack moet zorgen, terwijl zijn vrouw de wereld probeert te redden.
De film draait om wat er gebeurt tijdens de periode dat Kari, de oppas, op Jack-Jack past terwijl de andere Incredibles op Syndrome’s eiland zijn. De film wordt verteld als een flashback terwijl Kari wordt ondervraagd door agent Dicker. Terwijl Kari op Jack-Jack past begint deze superkrachten te ontwikkelen. Hij blijkt te kunnen teleporteren, zweven en door muren heen lopen.
We volgen de avonturen van Lucy, Linus en natuurlijk Charlie Brown. Deze keer verdwijnt Snoopy; waar zou hij zijn gebleven? Al zijn vrienden proberen hem te vinden.
Een oma die een bakkerij uitbaat beschouwd de kwajongens uit de buurt als haar eigen kinderen. Maar een rijke opportunist vat het plan op om de bakkerij op te kopen, zodat hij deze kan slopen om er een golfterrein neer te poten achter zijn megaherenhuis. En de plaatselijke politieagent heeft een oogje op miss Crabtree, de lerares van de kinderen.
Wanneer Charlie en zijn beste vriend Phil hun baan verliezen bij een grootschalige bedrijfsreorganisatie, zit er voor beide mannen niets anders op dan hun zoontjes weg te halen uit de prestigieuze Chapman Academy. Zonder concrete vooruitzichten op de arbeidsmarkt besluiten de twee vaders de opvoeding van hun peuters voor hun eigen rekening te nemen.
De twaalfjarige Katie en haar vader hebben samen een grote passie voor bergbeklimmen. Haar vader raakt echter verlamd, en het enige wat hem nog kan helpen is een erg kostbare operatie, die de familie van Katie nooit kan betalen. Toch is Katie vastbesloten haar vader te helpen. Samen met haar vrienden bedenkt ze een plan om de high-tech bank waar haar moeder werkt te beroven.
In een andere dimensie steelt een kwaadaardige vrouw, genaamd Vetvix, een uitvinding genaamd de 'molecular scrambler', met het doel hiermee de bewoners van de planeet Dorkon tot haar slaven te maken. De Pet Force, geleid door Garzooka, probeert haar te stoppen, maar op Garzooka na worden ze allemaal gevangen. Garzooka gaat vervolgens naar "Cartoon World" en rekruteert Garfield, Odie, Nermal en Arlene om de nieuwe Pet Force te worden. Dit omdat hun DNA vrijwel identiek is aan dat van de originele Pet Force-leden.