城市在恢复平静后，大反派重新召集旧部卷土重来，并勾结外星恶势力朗格试图称霸地球，忍者神龟莱昂纳多（皮特·普劳泽克PetePloszek饰）、拉斐尔（阿兰·里奇森AlanRitchson饰）、多纳泰罗（杰瑞米·霍华德JeremyHoward饰）和米开朗基罗（诺尔·费舍NoelFisher饰）与女记者艾蓓丽尔·奥尼尔（梅根·福克斯MeganFox饰）、韦恩·芬威克（威尔·阿奈特WillArnett饰），及面具义警凯西·琼斯（斯蒂芬·阿梅尔StephenAmell饰）并肩作战打击恶徒。在史莱德（布莱恩·泰BrianTee饰）逃脱拘留后，他与疯狂的科学家巴克斯特斯·托克曼（泰勒·派瑞TylerPerry饰）及其两个笨拙的左膀右臂猪面和牛头联合，发布了一个控制世界的恶魔计划。在神龟们与史莱德及其同伙对抗的同时，他们发现自己正面临着一个更邪恶的力量大反派格朗，神龟们面对的将是宇宙级的强大对手。

在围剿斯克鲁人的战斗中，克里人星际战队成员弗斯（布丽·拉尔森BrieLarson饰）不幸成为对方的俘虏。斯克鲁人尝试探究弗斯的记忆，最终发现连弗斯本人都不知道的一段往事，进而也得知名为温迪•劳森博士的女子掌握着他们急于得到的时空引擎。趁对方不备，拥有强大超能力的弗斯摆脱束缚，逃到了代号为C-53的地球，而这里也正是她那段失落的记忆的发生地。未过多久，神盾局探员弗瑞特工（塞缪尔·杰克逊SamuelL.Jackson饰）找上门来，而紧随其后的斯克鲁人更是引发了地球人前所未见的大骚动。在这一过程中，弗瑞特工意识到事态的严重性，并且帮助弗斯认清本来的自己。倔强的弗斯，终于找到了真正需要保护的东西……

繁华大都会美国纽约，邪恶领袖施莱德率领的大脚帮在城市内为非作歹，甚嚣尘上。安保公司老板埃里克·萨克斯（威廉·菲德内尔WilliamFichtner饰）推出最新安保系统，发誓维护城市的和平。第6频道女记者爱普尔·奥尼尔（梅根·福克斯MeganFox饰）偶然拍到大脚帮被四名神秘侠客挫败的画面，在第二次遭遇非常事件时，她惊讶地发现四名侠客竟然是变异后的巴西龟：拉斐尔、列奥纳多、米可朗基罗、多纳泰罗。忍者神龟的名字勾起了爱普尔儿时的记忆，当年她的父亲与萨克斯正是研究生物变异实验的伙伴。她将这个消息告诉给萨克斯，可是在和忍者神龟及其老师斯普林特会面后，才发觉萨克斯与施莱德是这座城市内的罪恶之源……本片根据同名经典漫画改编。