H Barbie μαζί με τις κολλητές της φίλες, την Τερέζα και τη Ρενέ, μεταμορφώνονται από δυναμικές γυμνάστριες ενόργανης σε μυστικούς πράκτορες επικίνδυνων αποστολών. Οι μοναδικές γυμναστικές ικανότητες και η ευλυγισία των τριών κοριτσιών εντοπίζονται από την επικεφαλής των μυστικών υπηρεσιών, η οποία και ζητά τη συνεργασία τους για τη σύλληψη μιας άριστα εκπαιδευμένης διαρρήκτριας που, μέχρι στιγμής, καταφέρνει και ξεγλιστρά από τους πάντες. Εχοντας για εφόδια gadgets τελευταίας τεχνολογίας, μοναδικές μεταμφιέσεις και τρισχαριτωμένα κατοικίδια-ρομπότ, οι τρεις κολλητές καλούνται να αποδείξουν πως η εξυπνάδα και η ομαδική συνεργασία είναι γένους θηλυκού!