《神偷奶爸3》围绕前坏蛋格鲁的身份转变与家庭羁绊展开：
格鲁与特工露西婚后转入反坏蛋部门，却在追捕80年代过气反派巴萨扎·布莱德时接连失利——布莱德偷走珍贵钻石，意图用其驱动巨型机器人“快乐毁灭者”统治世界，格鲁因此被解雇。心灰意冷之际，他意外发现自己有个阳光双胞胎兄弟德鲁：生活在富裕吕底亚王国的“白帽坏蛋”，梦想与格鲁联手“做有趣的事”。
与此同时，因格鲁放弃坏蛋生涯而闹别扭出走的小黄人，被布莱德抓获；格鲁的三个养女则意外发现布莱德的秘密基地。为阻止危机，格鲁与德鲁放下心结联手：德鲁提供财力与隐藏在金发里的工具，格鲁贡献多年“坏蛋经验”，露西也以特工身份支援。关键时刻，小黄人反水帮助格鲁，兄弟俩配合摧毁机器人，击败布莱德。
最终，格鲁重拾生活热情，家庭与小黄人回归温馨，德鲁也找到了属于自己的快乐。电影以幽默风格，串联起亲情、兄弟情与“从坏蛋到英雄”的成长弧光。
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