ボス・ベイビーと兄ティムが繰り広げた、赤ちゃんvs子犬のバトルから30年。ボス・ベイビーは今や正真正銘のエリート社長、一方のティムは2人の娘を育てる専業主夫となり、別々の人生を歩む兄弟はすっかり疎遠になっていた。ある日ベイビー株式会社に、悪の天才博士が世界征服を企んでいるという情報が入り、再びボス・ベイビーとティムの力が必要となる。その任務を伝えるため2人の前に現れたのは、新たに「ボス・レディ」に任命されたティムの娘ティナだった。ボス・ベイビーとティムは世界中の赤ちゃんを洗脳しようとする博士の計画を阻止するべく、スーパーミルクで赤ちゃん返りして潜入捜査に乗り出すが……。