Larrey Daley (Ben Stiller), ex guardiano notturno del museo di storia naturale, è diventato ricco e famoso grazie alle sue invenzioni utili (come la torcia fosforescente), eppure è nuovamente insoddisfatto della sua vita.
Quando torna al museo per riassaporare un po’ l’aria dei bei giorni andati, Larrey scopre che tutte (o quasi) le statue di cera e le vecchie attrazioni stanno per essere spedite agli archivi federali dello Smithsonian Museum di Washington. Tra i reperti imballati c’è anche la famosa tavoletta che ha il potere di animare le attrazioni.
Nel museo della capitale statunitense prenderanno vita i vecchi protagonisti come il pistolero Jedediah (Owen Wilson), il centurione romano Ottavio (Steve Coogan), la scimietta, gli uomi delle caverne e Gengis Kahn, ma soprattutto il terribile sovrano egizio Kahmunrah (Hank Azaria), che con l’aiuto di Ivan il terribile (Christopher Guest), Napoleone Bonaparte (Alain Chabat) e Al Capone (Jon Bernthal), cercherà di conquistare il mondo usando la tavoletta per far tornare dal mondo dei morti il suo esercito. Ad aiutare Larrey e i suoi amici a fermare il piano di Kahmunrah, ci sono l’aviatrice Amelia Enrhart (Amy Adams), la statua di Abramo Lincoln, il generale Custer e un polipo gigante.
