パンダ ポー (声: ジャック ブラック) が本物のドラゴン戦士になる準備をしていると、彼の実の父親であるパンダ リー シャン (声: ブライアン クランストン) が突然到着します。同時に、不思議な力を持つ悪役ティアンシャ（声：J.K.シモンズ）がステージに現れ、すべてのマスターを征服し、武術界を支配しようとします。孤立したパンダの村には悪霊と戦う力があると言われ、庶民を救うため、アバオとその父親、そしてアバオの親友である猛虎（声：アンジェリーナ・ジョリー）が帰還の旅に出た。ゴールデンモンキー（ジャッキー・チェンの声）、スネーク（ルーシー・リューの声）、マンティス（セス・ローゲンの声）オーゲン吹き替え）は、ポーが本物のパンダのヒーローになるという使命を担うだけでなく、村人メイメイ（ケイト・ハドソン吹き替え）と他の新しいパートナーが新しいカンフーを練習し、マスター・ウーグウェイ（ランが吹き替え）を継承できるようにします。デル・デューク (ランダル・ドゥク・キムの声) は協力して悪に抵抗します。