上一部中，熊貓阿寶（傑克·布萊克 Jack Black 配音）功成名就，成為名震四方的神龍大俠。平日裡他隨同師傅（達斯汀·霍夫曼 Dustin Hoffman 配音）以及蓋世五俠：悍嬌虎 （安吉麗娜·朱莉 Angelina Jolie 配音）、猴王（成龍 Jackie Chan 配音）、快螳螂（塞斯·羅根 Seth Rogen 配音）、俏小龍（劉玉玲 Lucy Liu 配音）、靈鶴（大衛·克羅斯 David Cross 配音）在和平谷修煉，生活悠哉遊哉。這一日，一夥惡徒闖入山谷搶奪金屬材料，在與他們交手中阿寶意外產生幻覺，由此對自己的身世感到疑惑。 
另一方面，惡徒的魁首白孔雀沈王爺（加裡·奧德曼 Gary Oldman 配音）正圖謀闖入王宮，稱霸全中國。新的正邪大戰拉開序幕，阿寶他們面臨前所未有的挑戰……