故事发生在繁华的大都市纽约，这里的生活对于年幼的女孩梅奇（阿娜塔·阿普洛 Onata Aprile 饰）来说却并不轻松。梅奇的母亲苏珊娜（朱丽安·摩尔 Julianne Moore 饰）是一个过气的摇滚明星，年老色衰的她日日郁郁寡欢，陷入愤怒的情绪中无法自拔，苏珊娜的丈夫比尔（史蒂夫·库根 Steve Coogan 饰）则是一个神经质的艺术品商人，两人的婚姻早已名存实亡，而梅奇的存在让他们都不甘心...
由于在纽约自然历史博物馆担任警卫有出色表现，拉瑞（本·斯蒂勒 Ben Stiller 饰）出任某家电小公司的CEO，而且还在电视上接受了著名脱口秀主持人的访谈，儿子对他仰慕，爱情如影随形，一派春风得意的样子。不过，好景不长，当他故地重游，却意外发现馆长已经因为更新展览并准备把过时的展品挪到华盛顿的史密森博物馆继续展出。这让拉瑞感到有些气愤，他觉得自己有责任重振博物馆之雄风，于是他决定留下来再做一晚...
纽约自然博物馆重新开张，小保安赖瑞·戴利（本·斯蒂勒 Ben Stiller 饰）带领泰迪·罗斯福（罗宾·威廉姆斯 Robin Williams 饰）策划了精彩的开幕演出。谁知演出刚刚没多久，泰迪、猴子他们便陷入混乱，所有博物馆的伙伴们大闹会场，赖瑞为此焦头烂额。事后他 发现，复活黄金碑正被绿色的物质腐蚀，而这种情况似乎导致了藏品们的疯狂。赖瑞查找资料，断定黄金碑背后隐藏着不为人知的秘密。为了阻止...