La Lega Anti Cattivi (L.A.V., nel film A.V.L.), un'organizzazione che si occupa di crimini mondiali e dello sventare dei piano dei supercattivi, sta indagando sulla misteriosa scomparsa di un laboratorio Top Secret nel Circolo Polare Artico. Nel laboratorio si sperimentava il siero "PX41", un potente liquido viola capace di trasformare ogni essere vivente in una inarrestabile bestia viola, di cui sono state rinvenute delle tracce al centro commerciale.

Per trovare il colpevole, la A.V.L. manda Lucy Wilde (una spia alle prime armi) a catturare Gru perché, essendo un ex cattivo, potrebbe aiutare nelle indagini. Arrivato al quartier generale dell'organizzazione spionistica e dopo aver parlato con il presidente di essa, Gru decide di rifiutare e torna così a casa sua. Sceso nel suo laboratorio sotterraneo, dove ora produce marmellate ( chiamata "Marmellosa": una marmellata che contiene il gusto di tutti i frutti immaginabili dal sapore schifoso), Gru incontra il Dr. Nefario che si licenzia perché gli manca fare il cattivo.

Quella stessa sera, pensando di non essere più così "mitico", Gru accetta l'offerta della A.V.L. ed il giorno dopo è già in servizio al centro commerciale con Lucy Wilde. Lì, i due fingono di avere un negozio di muffin ed indagano sugli altri proprietari di negozi; tra i tanti, Gru rimane stupito nel vedere Eduardo (il proprietario di un negozio messicano), che secondo lui è in realtà El Macho, un leggendario criminale morto gettandosi in un vulcano con addosso degli esplosivi. Nottetempo, le due spie entrano furtivamente nel negozio del sospettato ma non trovano alcuna traccia, escludendo così l'ipotesi di Gru. Nel frattempo, all'insaputa di Gru, sempre più Minion stanno misteriosamente sparendo, fino a che non ne rimangono soltanto tre, Dave, Stuart e Tim. Gli esseri gialli ricompaiono in un isolotto dove si divertono molto, fino a quando non vengono usati come cavie per il siero PX41, rubato dal criminale misterioso. Cercando in un altro negozio, Gru trova delle tracce del siero e, dopo aver avvisato la Lega, viene congedato dalla missione perché essa sembra risolta. A quel punto viene a sapere che Lucy, per cui Gru prova qualcosa, verrà mandata in Australia per un'altra missione.