ในระหว่างท่องเที่ยวพักผ่อนที่ลอสแองเจลิส วอลเตอร์ แฟนพันธุ์แท้ของหุ่นมหาสนุกพร้อมเพื่อนของเขา แกรี่ (เจสัน ซีเกล) และ แมรี่ (เอมี่ อดัมส์) ที่มาจากเมืองชนบทในอเมริกาพบว่า เท็กซ์ ริชแมน (คริส คูเปอร์) เศรษฐีน้ำมันมีแผนชั่วร้ายที่จะรื้อถอนโรงละครของหุ่นมหาสนุกหลังค้นพบว่ามีบ่อน้ำมันอยู่ใต้โรงละครแห่งนี้และเพื่อหารายได้จากการแสดงให้ครบ 10 ล้านเหรียญ ในการรักษาโรงละครหุ่นมหาสนุกเอาไว้ให้อยู่ตลอดไป วอลเตอร์, แมรี่ และ แกรี่ จึงต้องช่วย เคอร์มิท (พากย์เสียงโดย สตีฟ วิทไมร์) ตามหาบรรดาพวกพ้องเก่า ๆ ของเขาให้กลับมารวมตัวกันอีกครั้ง หลังจากที่แต่ละคนกระจัดกระจายกันไป ฟอซซี่ (พากย์เสียงโดย อีริค เจค็อบสัน) แสดงร่วมกับวงดนตรีเดอะมูเพ็ทส์, มิสพิกกี้ (พากย์เสียงโดย อีริค เจค็อบสัน) กลายเป็น บก. แฟชั่นที่โว้ค ปารีส, แอนิมอล (พากย์เสียงโดย อีริค เจค็อบสัน) ไปรับอาการบำบัดอารมณ์รุนแรงที่คลินิกในซานตาบาร์บารา ส่วน กอนโซ (พากย์เสียงโดย เดฟ โกเอลซ์) ก็ได้ไปเป็นราชาแห่งท่อประปาผู้เรืองอำนาจ