Juni Cortez har trukket sig tilbage fra livet som børneagent og tjener nu sine lommepenge som privatdetektiv. Han bliver dog kontaktet af sin gamle arbejdsgiver, som fortæller, at hans søster Carmen er lost in action. Hun er blevet sendt ind i et virtual reality-spil, for at stoppe superskurken, The Toymaker, som via spillet forsøger at kontrollere alle børn i verden. Carmen er nu fanget i den virtuelle verden, og Juni må gå ind i spillet for at redde sin søster. I spillet møder han nogle nørdede testspillere, som hjælper ham sammen med hans morfar, som har sin egen dagsorden…
Historien i ”Spy Kids 3D” er utrolig tynd, og det kunne man måske have levet med, hvis 3D-effekten havde været overbevisende, men det er den ikke. Kun i enkelte scener fungerer det med papbrillerne. Ellers bruger man det meste af filmen på at prøve at fokusere på lærredet, hvilket bliver forhindret af 3D-brillerne, som til gengæld giver en dundrende hovedpine. Et andet irritationsmoment er, at filmen er synkroniseret med danske stemmer, og det er nærmest en traumatisk oplevelse, når Sylvester Stallone åbner munden, og Jens Jørn Spottags stemme kommer ud. ”The Itallian Stallion” møder ”Bryggeren” - skræmmende.
Eneste lyspunkt i ”Spy Kids 3D” er den perlerække af kendte skuespillere, som dukker op i større eller mindre roller i filmen. I flæng kan nævnes: Sylvester Stallone, Salma Hayek, Antonio Banderas, George Clooney og Steve Buscemi. Det er en sjov lille feature, men absolut ikke nok til at løse billet til en gang 3-dimensionel migræne!