Ancien enfant star d'une série TV des années 1980, Balthazar Bratt est devenu un super méchant, à l'image de son personnage. Il tente de voler le diamant Dumont sur un paquebot, mais en est empêché par Gru et Lucy. Il s'échappe. Gru et Lucy sont virés de l'AVL par leur nouvelle chef. Lucy tente de se rapprocher d'Agnès, Margo et Edith, les filles adoptives de Gru. Les Minions abandonnent Gru car celui-ci refuse de redevenir méchant. Un homme annonce à Gru qu'il a un frère jumeau, Dru... Bratt vole le diamant au musée national de Paris. Gru et sa famille se rendent chez Dru. D'abord défiant à l'égard de son frère, Gru change d'avis quand Dru lui annonce que son père, lui-même méchant, l'a toujours admiré, et qu'il rêve de devenir comme lui. Gru accepte de collaborer avec lui : ensemble, ils voleront le diamant à Bratt. Lucy se rapproche des filles. Les Minions sont emprisonnés pour avoir saboté une émission de télé-crochet. Gru et Dru s'infiltrent chez Bratt, volent le diamant et s'échappent grâce à Lucy. Gru avoue à Dru qu'il rendra le diamant à l'AVL. Vexé, Dru se dispute avec Gru. Bratt enlève les filles et attaque Hollywood avec un robot géant qui l'engloutit sous du chewing-gum. Dru pardonne son frère et tous deux partent à Hollywood. Dru neutralise le robot et Gru vainc Bratt lors d'une « battle » de danse, aidés par les Minions qui se sont évadés. Dru part avec les Minions afin de lancer sa carrière de méchant...