...Tytułowi mali agenci to Carmen i Juni Cortez (doskonali Alexa Vega i Daryl Sabara), rodzeństwo, które pewnego dnia dowiaduje się, że ich rodzice są tak naprawdę szpiegami i zostali porwani przez złowieszczego Fegana Floopa, na co dzień prezentera prowadzącego popularny program dla dzieci, a w rzeczywistości maniaka planującego podbić świat przy pomocy skonstruowanych przez siebie robotów - dzieci. Oczywiście ocalić ich oraz uratować świat przed inwazją mogą tylko nasi mali bohaterowie. Carmen i Juni wyposażeni w super gadżety swoich rodziców wyruszają z niebezpieczną misją do zamku Floopa. Nie wiedzą jednak, że siedziba tajemniczego prezentera to miejsce pełne niebezpiecznych niespodzianek, na których swoje szpiegowskie zęby połamały najtwardsze asy międzynarodowego wywiadu...