格鲁和露西一家即将展开家庭生活的新篇章，迎接新成员“迷你格鲁”，而这个小宝宝也会用尽方法折磨格鲁这个新手老爸。新反派恶霸麦斯和他既致命危险又美丽性感的女友瓦伦蒂娜来势汹汹，格鲁一家面临未知危险。此时，全新超级小黄人重磅亮相，成为帮助格鲁一家度过这次危机的“秘密武器”。一场惊险刺激、笑料百出的全新冒险即将展开。

《神偷奶爸3》将延续前两部的温馨、搞笑风格，聚焦格鲁和露西的婚后生活，继续讲述格鲁和三个女儿的爆笑故事。“恶棍”奶爸格鲁将会如何对付大反派巴萨扎·布莱德，调皮可爱的小黄人们又会如何耍贱卖萌，无疑让全球观众万分期待。

影片是2015年推出的小黄人独立电影《小黄人大眼萌》的直接前传。作为《神偷奶爸》的衍生作品，讲述了小黄人们在“前格鲁”时代为其他主人服务的经历，不过少年格鲁曾经出现在这部衍生电影里，续集将围绕他与小黄人们结缘的过程展开。

自从与玛戈、伊迪丝和阿格蕾丝三个可爱的小女孩实现宿命的邂逅，曾经的大坏蛋格鲁可真彻底转型了，他金盆洗手，转而化身为慈祥可亲的爸爸和做得一手烂口味布丁果冻的商人。当然凡事没有尽善尽美的，在此期间，憧憬大坏蛋传奇人生的老搭档纳法利欧博士离他而去，另谋高就。某天，格鲁被身怀绝技却鲁莽的特工露西·王尔德绑架，原来露西所在的集团研制出可以改变生物基因的药物，可他们位于南极的实验室被神秘窃贼偷走，因此才委托有过坏蛋经验的格鲁做卧底。经过一番考虑，格鲁接受了这项任务，带着超萌的小黄人们，和露西组成了爆笑连连的追凶搭档。

超级坏蛋格鲁（史蒂夫·卡瑞尔 配音）在听说埃及金字塔被盗的新闻后不满市面上新贼辈出，决定在纳法利欧博士（拉塞尔·布兰德 配音）的帮助下建造火箭升空盗取月亮。在向坏蛋银行贷款的过程中，格鲁盗取的收缩射线枪被新贼维克托（杰森·席格尔 配音）抢走。为了夺回收缩射线枪，格鲁决定领养三位孤儿——玛戈（米兰达·卡斯格拉夫 配音）、伊迪丝（达娜·盖伊 配音）和阿格蕾丝（埃尔希·费舍 配音），利用她们进入维克托的城堡兜售饼干的机会实施偷盗，计划成功后再偷偷处理掉三个小孩。然而在平凡的日常相处中，格鲁却发现自己越来越离不开这三个小鬼，但这样的感情用事却将严重影响周密的盗月计划……