在一个电闪雷鸣的日子里，身陷囹圄的一只耳成功越狱，引起黑猫警长的高度重视。次日一早，崇拜黑猫警长的小猪三嘟被伙伴大壮拉走，偷偷进入了即将开幕的翡翠之星博物馆。博物馆的前身是一座宇宙飞船，六十年前由羊山博士亲手开发。正当他…

城市守护者黑猫警长（赵路 配音）在听说一只耳（吴天昊 配音）越狱出逃的消息后，立刻组织追捕。可这次追捕行动却被意外出现且拥有强大超能力的坏蛋大猿先生（程玉珠 配音）所破坏。黑猫警长在深入调查后发现，一只耳和大猿先生早已狼狈…

《宇宙护卫队2》讲述了四位护卫队队员们在帮助动物居民的同时，也了解到这些动物身上的神奇特征。