Delapan tahun setelah film ketiga, OSS telah menjadi agen mata-mata top dunia, sementara departemen Spy Kids tidak berfungsi lagi. Seorang pensiunan mata-mata Marissa dilemparkan kembali ke aksi bersama dengan anak tirinya ketika Pencatat Waktu yang gila mencoba untuk mengambil alih dunia. Untuk menyelamatkan dunia, Rebecca dan Cecil harus bekerja sama dengan ibu tiri yang mereka benci. Carmen dan Juni juga telah dewasa dan akan menyediakan gadget untuk mereka.