ในภาพยนตร์นี้, Barbie (ให้เสียงโดย Erica Lindbeck) รับบทเป็นสายลับที่มีความสามารถพิเศษในการต่อสู้และการทำงานเป็นทีมกับเพื่อน ๆ ของเธอ ได้แก่ Teresa และ Renee เมื่อองค์กรอาชญากรรมชื่อ The K เริ่มก่อเหตุการณ์ที่ทำให้เกิดอันตรายต่อโลก สายลับบาร์บี้และทีมจึงต้องใช้ทักษะในการสืบสวนและการต่อสู้เพื่อหยุดยั้งพวกเขา
การผจญภัยของพวกเขาเต็มไปด้วยการใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ล้ำสมัย รวมถึงการฝึกฝนเพื่อพัฒนาความสามารถในการเป็นสายลับ และในขณะเดียวกันก็มีการค้นพบความสำคัญของมิตรภาพและการทำงานร่วมกัน
